JPH08128574A - ガス流通配管連結装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ベローズの溶接作業を短時間に行なって加圧
流動層ボイラやタービンの据付作業を短期間に行ない、
ボイラの運転効率を向上させる。 【構成】 締結時に接触する内側端面１３，１４と、該
内側端面１３，１４より管長手方向中央より位置に半径
方向外側に立上がる外側端面１５，１６とを備えたフラ
ンジ１７，１８をガス流通配管８の端部に設け、前記内
側端面１３，１４の周方向に連続したガスケットシール
部２０を形成すると共に、前記外側端面１５，１６の周
方向に所要の間隔を隔てて複数のボルト孔を設け、ボル
ト２２によりフランジ１７，１８を締結するようにし、
幅方向の一端を一方のフランジ外側端面１５の底部近傍
にシール溶接２９し、幅方向の他端を他方のフランジ外
側端面１６の底部近傍にシール溶接２９した環状のベロ
ーズ３０を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス流通配管連結装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は、加圧流動層ボイラと該加圧流動
層ボイラに接続したタービンの一例を示したものであ
り、前記加圧流動層ボイラ１は、内部に圧縮空気を導入
するための圧縮空気導入口２を側部上方に備えた圧力容
器３と、該圧力容器３内の略中央に配設した下方より圧
縮空気を導入し得る流動層ボイラ本体４と、該流動層ボ
イラ本体４の外周に配設した複数のサイクロン５と、該
サイクロン５の上部に接続した燃焼ガス排出管６と、前
記各サイクロン５の下部に接続した灰クーラー７とから
構成されている。

【０００３】又、各サイクロン５上部の燃焼ガス排出管
６に、大径（直径１５０ｍｍ以上）の複数の配管を溶接
８ａにより接続して構成したガス流通配管８の一端を接
続し、該ガス流通配管８の他端側にタービン９を接続し
てある。なお、図中１０は空気圧縮機である。

【０００４】上記のような構成において、圧縮空気導入
口２から圧力容器３内に導入された圧縮空気を流動層ボ
イラ本体４の下方より該流動層ボイラ本体４の内部に送
り込み、流動層ボイラ本体４内で流動層を形成させなが
ら燃焼を行なう。

【０００５】そして、この燃焼によって発生した燃焼ガ
スａを各サイクロン５に送り込み、該各サイクロン５に
おいて燃焼ガスａ中に含まれる石炭灰を分離し、分離し
た石炭灰を灰クーラー７に送り込んで冷却したのち排出
し、また石炭灰を分離した燃焼ガスａを燃焼ガス排出管
６から排出し、ガス流通配管８内を流通させてタービン
９に送り込み、図示しない発電機を駆動させて発電を行
なっている。また前記タービン９にて駆動される空気圧
縮機１０により空気が圧縮されて圧縮空気導入口２から
再び加圧流動層ボイラ１の圧力容器３内に導入される。

【０００６】しかし、加圧流動層ボイラ１から排出され
る燃焼ガスａは、高温高圧（温度が約８９０℃、圧力が
約１０〜１５ｋｇ／ｃｍ²）であるために、ガス流通配
管８が約３５０℃〜４５０℃にまで加熱され、この熱に
より前記ガス流通配管８が膨張するようになる。

【０００７】ガス流通配管８が膨張して伸びが生じる
と、加圧流動層ボイラ１やタービン９が固定配置されて
いるために、この伸びによって前記ガス流通配管８に大
きな応力が発生して損傷し、その損傷箇所から高温高圧
の燃焼ガスａが洩れる虞れがある。

【０００８】この問題を解決するために、前記ガス流通
配管８の複数箇所にベローズ１１を溶接により配設し、
膨張による伸びを吸収して前記ガス流通配管８の損傷を
防ぎ、燃焼ガスａの洩れを防ぐようにしていた。

【０００９】一方、タービン９のメンテナンスは、該タ
ービン９を別の場所に移動させて行なう必要があるた
め、メンテナンスの際には、ガス流通配管８を切断して
前記タービン９を移動させ、メンテナンス終了後、前記
タービン９を配置場所まで再び移動させてガス流通配管
８を溶接して据え付けるようにしている。

【００１０】しかし、前記したように大径（直径１５０
ｍｍ以上）であったり、高い圧力（約１０〜１５ｋｇ／
ｃｍ²）のガス流体が流動するガス流通配管８における
溶接８ａ箇所は、安全上、漏洩検査が義務付けられてお
り、このため、メンテナンス終了後の前記タービン９の
据え付け毎に溶接８ａ箇所を漏洩検査する必要があっ
て、この漏洩検査のために据付作業が長期化するという
問題を有していた。

【００１１】この問題を解決するため、ガス流通配管８
にガス流通配管連結装置１２を取り付けて、メンテナン
スの際に前記ガス流通配管８を切断しなくてもタービン
９の着脱を行なえるようにしていた。

【００１２】このようなガス流通配管連結装置１２を図
４、５に示してあり、該ガス流通配管連結装置１２は、
締結時に接触する内側端面１３，１４と、該内側端面１
３，１４よりガス流通配管８長手方向端部寄り位置に半
径方向外側に立上がる外側端面１５，１６とを備えたフ
ランジ１７，１８をガス流通配管８の端部に溶接して設
け、前記内側端面１３，１４に、嵌合し得る凹凸を周方
向に連続して形成してガスケット１９を嵌合させたガス
ケットシール部２０を形成してあり、前記外側端面１
５，１６の周方向に所要の間隔を隔てて穿設した複数の
ボルト孔２１にボルト２２を通し、両フランジ１７，１
８を締結できるようになっている。

【００１３】上記の構成であるため、タービン９の新規
据え付け、或いはタービン９のメンテナンス終了後の据
え付け作業の際には、ガスケットシール部２０の凹部に
ガスケット１９をはめ込んで前記ガスケットシール部２
０の凹凸を嵌合し、内側端面１３，１４を向かい合わせ
た後にボルト孔２１にボルト２２を挿入し、該ボルト２
２を締め付けることによりフランジ１７，１８を締結す
るようにしている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記したよう
にガスケットシール部２０にガスケット１９を配設して
ボルト２２によりフランジ１７，１８を締結するだけで
は，高い圧力を有している燃焼ガスａが前記フランジ１
７，１８から僅かずつ洩れ出してしまう。

【００１５】この微量な洩れであっても内部流体が高温
であるため、締付ボルトの温度が上昇し伸びて、ついに
は漏れが増大する虞れがあり、このため、図４、５に示
すように、内側端面１３，１４を半径方向外側に突出さ
せ形成した突起部２３，２４を周方向に連続して設けて
該突起部２３，２４先端をシール溶接２５するようにし
た方式が採用されている。

【００１６】しかし、上記シール溶接２５された突起部
２３，２４は剛性が大きく、シール溶接２５を行なった
後にフランジ１７，１８が僅かでも移動したり傾いたり
すると、前記シール溶接２５に亀裂の生じる虞れがある
ため、シール溶接２５を行なう際には、先ず、全てのボ
ルト２２を締めつけてフランジ１７，１８を完全に締結
した後、締め付けたボルト２２の１本だけ（図５中、Ａ
で示すボルト）を外して、外した部分の対向間隔１９か
ら前記突起部２３，２４先端の周方向一部（図５中、Ｂ
で示す部分）をシール溶接２５し、その箇所Ｂのシール
溶接２５が終了したら外しておいたＡの部分のボルト２
２を再び締め付け、次いで図５中、Ｃで示すボルトを外
して前記突起部２３，２４先端の周方向の一部（図５
中、Ｄで示す部分）をシール溶接２５し、その箇所Ｄの
シール溶接が終了したら外しておいたＣの部分のボルト
２２を再び締め付け、さらに上記のような作業を繰り返
して、前記突起部２３，２４先端全周をシール溶接２５
する必要があった。

【００１７】従って、シール溶接２５のための溶接作業
が面倒で且つ非常に時間がかかり、タービン９の据付作
業等が長期化することになり、また前記タービン９の据
え付け等の際には、加圧流動層ボイラ１の運転を停止し
ているために、据付作業が長期化することによって前記
加圧流動層ボイラ１の運転効率が低下するという問題が
あった。

【００１８】本発明は、上述の実情に鑑み、フランジ間
を溶接によってシールする溶接作業を容易且つ短時間に
行なうことができるガス流通配管連結装置を提供するこ
とを目的としてなしたものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、締結時に互に
接触する一対の内側端面と、該内側端面より外側に互に
離れて位置する一対の外側端面とを備えたフランジをガ
ス流通配管の端部に設け、前記内側端面の周方向に連続
したガスケットシール部を形成すると共に、前記外側端
面の周方向に所要の間隔を隔てて複数のボルト孔を設
け、該ボルト孔にボルトを通し、各ガス流通配管をフラ
ンジを介して連結するようにしたガス流通配管連結装置
であって、幅方向の一端を一方のガス流通配管のフラン
ジ外側端面の底部近傍にシール溶接し且つ幅方向の他端
を他方のガス流通配管のフランジ外側端面の底部近傍に
シール溶接した環状のベローズを設けたものである。

【００２０】又、本発明は、フランジの外側端面底部に
周方向に連続した段部を形成し、一方の段部にベローズ
の幅方向の一端をシール溶接し且つ他方の段部にベロー
ズの幅方向の他端をシール溶接するようにしている。

【００２１】

【作用】本発明においては、フランジを締結する際、先
ずガスケットシール部にガスケットをはめ込み、環状の
ベローズを外側端面底部に配設しておいて前記内側端面
を向かい合わせ、少本数のボルト（例えば対向する位置
にある４本のボルト）を締め付ける。

【００２２】そして、締め付けたボルト間のフランジに
おける外側端面間から、環状のベローズの幅方向の一端
を一方のフランジにシール溶接し且つ幅方向の他端を他
方のフランジにシール溶接する。そして、溶接作業が終
了したらすべてのボルトの締め付けを行なう。

【００２３】最終的なボルト締付作業の際に、対向する
フランジは接近してガスケットの圧縮を行なうが、この
とき、フランジの動きはベローズの撓みによって吸収さ
れるので、シール溶接に無理な力が加わることがなく、
よってシール溶接が損傷するようなことがなく、ガスの
洩れを完全に防止することができる。

【００２４】更に、可撓性を有したベローズを用いるこ
とにより、該ベローズの溶接作業をフランジ締結作業の
最初に少本数のボルトだけを締め付けた状態で行なうこ
とができるため、ボルト相互間の長い距離を連続してシ
ール溶接することができ、よってシール溶接作業を容易
且つ短時間に行なうことができる。

【００２５】又、本発明においては、フランジの外側端
面底部に周方向に連続した段部を形成し、ベローズの幅
方向の端部を段部の一方と他方にシール溶接することに
よってシール溶接の作業が行ない易くなり、確実なシー
ル溶接が可能となる。

【００２６】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明
する。

【００２７】図１、２は、本発明のガス流通配管連結装
置２６の一実施例を示しており、図４、５に示す従来の
ものと同様のものには同じ符号を付して詳細な説明は省
略する。

【００２８】図１、２に示すように、締結時に接触する
内側端面１３，１４と、該内側端面１３，１４よりガス
流通配管８長手方向中央より位置に半径方向外側に立上
がる外側端面１５，１６とを備えたフランジ１７，１８
を、内部を燃焼ガスａが流通する大径（直径１５０ｍｍ
以上）のガス流通配管８の端部に溶接して設け、前記内
側端面１３，１４に、周方向に連続して嵌合し得る凹凸
を形成してガスケット１９を嵌合させるようにしたガス
ケットシール部２０を形成する。

【００２９】又、フランジ１７，１８の外側端面１５，
１６底部の隅部に段部２７，２８を周方向に連続して形
成し、該段部２７，２８の一方に幅方向一端をシール溶
接２９し且つ他方に幅方向他端をシール溶接２９した縦
断側面形状が波形の環状のベローズ３０を配設する。ま
た、前記外側端面１５，１６の周方向に所要の間隔を隔
てて穿設した複数のボルト孔２１にボルト２２を通し、
両フランジ１７，１８を締結するようにしてある。

【００３０】次に上記実施例の作用について説明する。

【００３１】本実施例において、タービン９の新規据え
付け、或いはタービン９のメンテナンス終了後の据え付
けの際には、先ずガスケットシール部２０の凹部に環状
のガスケット１９をはめ込むと共に環状のベローズ３０
を外側端面１５，１６底部に配設しておき、前記ガスケ
ットシール部２０の凹凸を嵌合させて内側端面１３，１
４を向かい合わせ、対向する位置にある４本のボルト２
２（図２中、Ｅで示すボルト）を締め付ける。このと
き、ベローズ３０の幅方向端部が上方を向いて段部の対
向面の上端に一致するように予め形成しておく。

【００３２】４本のボルト２２を締め付けたら、ベロー
ズ３０の幅方向端部と段部２７，２８とのシール溶接２
９を、ボルト２２間の外側端面１５，１６間から図２中
Ｆで示す長い距離に亘って連続して行なうようにし、図
中Ｆの範囲のシール溶接２９を４回行なって前記ベロー
ズ３０全周の溶接作業を終了したら、他のボルト孔２１
にもボルト２２を挿入してすべてのボルト２２により締
め付けを行なってフランジ１７，１８の締結作業を終了
する。

【００３３】上記したフランジ１７，１８締結作業の最
後にボルト２２の締め付けを行なうと、フランジ１７，
１８は互いに接近してガスケット１９を圧縮するが、前
記フランジ１７，１８の動きは可撓性を有したベローズ
３０の撓みによって吸収されるので、シール溶接２９に
は無理な力が作用せず、よってシール溶接２９が損傷す
るようなことがなく、ガスケットシール部２０に配設し
たガスケット１９の働きと共に燃焼ガスａの洩れを完全
に防止できる。

【００３４】さらに、上記したようにフランジ１７，１
８の締結作業の最後にボルト２２を締め付けてを行なっ
てもシール溶接２９は損傷しないので、ベローズ３０の
溶接作業をフランジ１７，１８締結作業の最初に４本の
ボルト２２だけを締め付けた状態で行なうことができ、
よってベローズ３０の溶接作業を行なうためのボルト２
２相互間の距離が大幅に広がり、前記ベローズ３０の周
方向部分Ｆを一度に連続して溶接することができるの
で、シール溶接２９の溶接作業を容易且つ短時間に行な
うことができる。

【００３５】更に、フランジ１７，１８の外側端面１
５，１６底部の隅部に段部２７，２８を形成してベロー
ズ３０の溶接箇所を前記段部２７，２８にしているた
め、溶接作業が行ない易くなって確実なシール溶接２９
が可能となる。

【００３６】上記したように、シール溶接２９の作業を
能率的に行なえることにより、タービン９の据付作業を
短期間に行なうことができ、よって前記加圧流動層ボイ
ラ１の運転の停止期間が短くなるために前記ボイラ１の
運転効率を向上させることができる。

【００３７】なお、本発明の実施例においては、環状の
ベローズ３０を縦断側面形状が波形を有したものについ
て説明したが、可撓性のある形状であれば種々の形状の
ものを用い得ること、また本実施例においては、ガス流
通配管８内を流れる流体が高温高圧の燃焼ガスａの場合
について説明したが、毒性の強いガスが流通する配管に
も適用できること等、本発明の要旨を逸脱しない範囲内
で種々変更を加え得ることは勿論である。

【００３８】

【発明の効果】本発明においては、フランジの外側端面
底部近傍に環状のベローズを配設して該ベローズを幅方
向端部を前記フランジにシール溶接するようにしている
ので、ボルトの締付作業の際に生じるフランジの動きを
前記ベローズの変形によって吸収することができ、シー
ル溶接には無理な力が作用せず、よってシール溶接が損
傷するようなことがなくガスの洩れを完全に防止でき
る。また可撓性を有したベローズを用いることにより、
該ベローズのシール溶接作業をフランジ締結作業の最初
に少本数のボルトだけを締め付けた状態で行なうことが
でき、よってベローズの溶接作業を行なうためのボルト
相互間の距離が大幅に広がり、長い距離を連続してシー
ル溶接できるので溶接作業を容易且つ短時間に行なうこ
とができる。さらに本発明においては、フランジの外側
端部底部に段部を周方向に連続して形成し、ベローズの
幅方向端部を段部にシール溶接するようにしているの
で、溶接作業がやり易くなって確実なシール溶接が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガス流通配管連結装置の一実施例を示
す縦断側面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。

【図３】加圧流動層ボイラと該加圧流動層ボイラに接続
されたタービンの一般的な例を示す全体図である。

【図４】従来のガス流通配管連結装置の一例を示す縦断
側面図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ矢視図である。

【符号の説明】

８ ガス流通配管 １３，１４ 内側端面 １５，１６ 外側端面 １７，１８ フランジ ２０ ガスケットシール部 ２１ ボルト孔 ２２ ボルト ２６ ガス流通配管連結装置 ２７，２８ 段部 ２９ シール溶接 ３０ ベローズ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 締結時に互に接触する一対の内側端面
   と、該内側端面より外側に互に離れて位置する一対の外
   側端面とを備えたフランジをガス流通配管の端部に設
   け、前記内側端面の周方向に連続したガスケットシール
   部を形成すると共に、前記外側端面の周方向に所要の間
   隔を隔てて複数のボルト孔を設け、該ボルト孔にボルト
   を通し、各ガス流通配管をフランジを介して連結するよ
   うにしたガス流通配管連結装置であって、幅方向の一端
   を一方のガス流通配管のフランジ外側端面の底部近傍に
   シール溶接し且つ幅方向の他端を他方のガス流通配管の
   フランジ外側端面の底部近傍にシール溶接した環状のベ
   ローズを設けたことを特徴とするガス流通配管連結装
   置。
2. 【請求項２】 フランジの外側端面底部に周方向に連続
   した段部を形成し、一方の段部にベローズの幅方向の一
   端をシール溶接し且つ他方の段部にベローズの幅方向の
   他端をシール溶接した請求項１に記載のガス流通配管連
   結装置。