JP5365958B2 - プラント施設建設におけるモジュール工法およびモジュール工法用定盤 - Google Patents

Description

本発明は、発電プラント等大型施設建設時におけるモジュール工法に係り、特に施設建設のコスト削減に好適なモジュール工法および当該工法に用いる定盤に関する。

原子力発電所や火力発電所等の発電プラントに代表される大型施設では、蒸気、冷却水、潤滑油、および薬剤、あるいは原料等を循環・輸送するために多くの配管が設置される。従来こうした配管設備は、建設現場に持ち込まれた後に専門業者による組立が行われていた。しかし近年では、施工日数、コストの削減を目的として、建屋建設用地外で組み立てた配管設備を建設用地へ持ち込み、これを隣接する設備と接合するというモジュール工法が主流とされてきている（特許文献１，２）。

例えば特許文献１に開示されている工法は、建設現場とは異なる工場内に、基礎となる枠体を用意し、この枠体中に施工を予定するダクトやケーブル、架台などの構成部品を組み付け、これを枠体ごと建設現場へ搬入し、据付を行うというものである。

また、特許文献２に開示されている工法は、モジュール製作用架台と、この架台を搬送可能なレールを建設現場内における建屋建設用地近傍まで配設し、レールを介して架台が搬送用ジブクレーンにおけるアームの回転半径へ移動可能な状態としている。そして、架台に天板を載せ、この天板に吊り下げるようにして構成部品を組み付け、ジブクレーンの下へ搬送した架台から構成部品を天板ごと吊り上げて据付を行うというものである。

特開昭６２−２２８９７５号公報 特開２０００−７２３７９号公報

上記のような工法によればいずれも、プラント施設の建設に要する工程を短縮することができると考えられる。しかし、上記特許文献に開示されている工法にはそれぞれ次のような欠点があった。

すなわち、特許文献１に開示されている工法では、モジュールを建設現場から離れた工場で組立て、これを建設現場まで搬送し、据付を行うという手段が採られる。このような方法では、長距離に及ぶ輸送を要するため、モジュールの大型化に制限があると共に、搬送に要する費用が多大なものとなってしまうという問題がある。

また、特許文献２に開示されている工法では、モジュールの組み付けは架台に載せられた天板に吊り下げた状態で成される。このため、モジュールを構成する構成部品の組立を高精度に行うことが困難となってしまう。また、建設現場では搬送用のレールの敷設自体が困難であることに加え、広大な建設現場において吊り上げ対象とされるクレーンの位置が変わった場合には、レールを引きなおす必要があるといった問題が生ずる。

そこで本発明では、輸送に要する費用を抑制しつつ、モジュールの組立を高い精度で行い、かつモジュールの搬送を容易に行うことのできるプラント施設建設におけるモジュール工法、および当該工法に使用する定盤を提供する事を目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係るプラント施設建設におけるモジュール工法は、プラント施設建設におけるモジュール工法であって、建設現場内における建屋建設用地の外周に、隣接する定盤と結合可能な構成を有する複数の定盤を配置し、前記複数の定盤を連結した状態で、モジュール組立工程単位で分けられた前記複数の定盤のそれぞれにおいてプラント施設を構成するモジュールの組立を順次行い、前記定盤上で組み立てられたモジュールを定盤ごと重量物搬送台車に積載して前記建屋建設用地に配備されたクレーンの吊り上げ範囲に搬送し、前記クレーンにより前記モジュールを定盤から吊り上げて載置予定箇所に載置すると共に、空になった定盤を前記建屋建設用地の外周に移送することを特徴とするプラント施設建設におけるモジュール工法。

また、上記のような特徴を有するモジュール工法では、前記モジュールの組み立ては、各定盤に、各工程に合致したモジュール組立装置を順次移動させて行うようにすることができる。
このような特徴を有することによれば、定盤上を移動させることの出来ないモジュールであっても、モジュール組立装置を有効利用しながら組み立てることができる。

また、上記のような特徴を有するモジュール工法では、前記モジュールの組み立ては、各定盤に、各組立工程を終えたモジュールを順次移動させて行うようにすることもできる。

このような特徴を有することによれば、モジュールの組立を流れ作業で行うことが可能となり、搬送用に移動させる定盤が１つであるため、重量物搬送台車に定盤を載せたまま待機するという事が可能となり、重量物搬送台車と仮置き支柱との間の移載作業が不要となる。

また、上記のような特徴を有するモジュール工法では、組み立てられた前記モジュールを重量物搬送台車に積載して搬送し、前記クレーンに引き渡した後の定盤は、元の連結位置に再配置されるようにすると良い。
このような構成とすることにより、定盤の搬送ごとに連結結合された定盤の位置がずれていくという虞が無い。

さらに、上記のような特徴を有するモジュール工法では、前記重量物搬送台車により搬送されない定盤は、その重量を仮置き支柱により支えられるようにすると良い。
このような構成とすることにより、全ての定盤の下に重量物搬送台車を配置する必要性が無くなり、本工法を行うためのランニングコストを抑えることができる。

また、上記目標を達成するための本発明に係るモジュール工法用定盤は、上記いずれか１のプラント施設建設におけるモジュール工法に用いる定盤であって、モジュール組立面にモジュール組立装置またはモジュールの少なくとも一方を走行させるための走行レールを備えると共に、隣接する定盤との結合位置を合わせるための合いマークを備えることを特徴とする。

また、上記のような特徴を有する前記定盤には、可動式の天井が備えられるようにすると良い。
このような構成とすることにより、天候に左右されること無くモジュール組立作業を行うことができる。

上記のような特徴を有するプラント施設建設におけるモジュール工法によれば、輸送に要する費用を抑制しつつ、モジュールの組立を高い精度で行い、かつモジュールの搬送を容易に行うことができるようになる。
また、上記のような特徴を有する定盤を用いることにより、上記のようなモジュール工法を実施することが可能となる。

本発明を実施するプラント施設建設現場の構成を示す概略図である。 本発明に用いる定盤上の構成を示す図である。 本発明に用いる定盤の載置状態を示す図である。 重量物搬送台車に載った定盤の様子を示す図である。 クレーンの構成が異なる場合における重量物搬送台車に載った定盤の様子を示す図である。 第１の実施形態に係るモジュール組立の流れを示す図である。 第１の実施形態に係るモジュール組立の流れと定盤の連結状態を示す概略斜視図である。 第２の実施形態に係るモジュール組立の流れを示す図である。 第２の実施形態に係るモジュール組立の流れと定盤の連結状態を示す概略斜視図である。

以下、本発明のプラント施設建設におけるモジュール工法に係る実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
まず、図１を参照して、本発明に係るプラント施設建設におけるモジュール工法を実施するためのプラント施設建設現場の構成について説明する。

原子力発電所などの建設を予定する建設用地１０は、原子炉建屋をはじめとして、タービン建屋、管理塔など、様々な建屋建設用地１２毎に分割されており、時期や範囲毎に１台から数台のクレーン１４が配置されている。なお、図１において（二点鎖線で示す円は、クレーンのアームが届く範囲である。
本実施形態に係るモジュール工法を実施する場合、広大な建設現場の一部に、モジュール組立用地１６が設けられる。

モジュール組立用地１６には、複数の定盤１８（１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ）が配置されており、それぞれの定盤１８は隣接する定盤１８と結合可能な構成とされている。各定盤は図７に示すように，その接合部に合いマーク１９を有する。合いマーク１９としては例えば定盤１８の縁部に設けられた凹凸部であれば良い。これにより、隣り合う定盤１８同士を高い精度で位置合わせしつつ結合させることができる。

また定盤１８は、複数結合（連結）させたものから単独で切り離すことも可能とされ、個々の定盤１８は、重量物搬送台車２６によりモジュール組立用地１６と建屋建設用地１２間の移動を可能とされる。重量物搬送台車２６は、取り付けられた複数の車輪の方向を自在に変えられるものが良く、このようなものを重量物搬送台車２６として採用することにより、３６０度いずれの方向へも定盤１８を移動させることが可能となる。よって、定盤１８の連結、分離を容易に行うことが可能となる。

個々の定盤１８は通常、定盤１８の下面側に設けられた、ジャッキ機構を有する仮置き支柱２４により支えられており、定盤を移動させる際にのみ、重量物搬送台車２６に載せられる。このような方法を採用することで、個々の定盤１８に対してそれぞれ重量物搬送台車２６を用意する必要が無く、ランニングコストを抑えることができる。なお、仮置き支柱２４から重量物搬送台車２６への定盤１８の移載、および重量物搬送台車２６から仮置き支柱２４への定盤１８の移載は、仮置き支柱２４、あるいは重量物搬送台車２６自体のジャッキ機能を利用して行うようにすれば良い。具体的には、仮置き支柱２４から重量物搬送台車２６への移載は、仮置き支柱２４により定盤１８をジャッキアップし、ジャッキアップによって得られた隙間を利用して重量物搬送台車２４を配置し、その後に定盤１８をジャッキダウンすることで、定盤１８は重量物搬送台車２６に移載されることとなる。重量物搬送台車２６から仮置き支柱２４への移載に際しては、この逆の動作により成し得る。

このように連結可能とされた定盤１８の上面、すなわちモジュール組立面には、図２、図３に示すように、定盤１８の連結方向に沿ったレール２０が設けられている。当該レール２０は、モジュール組立装置３２の走行用、あるいは組立段階にあるモジュールの搬送用に用いられる。レール２０をこのような配置形態とすることで、モジュール組立装置３２を、工程単位で他の定盤１８上へ移動させ、モジュール組立作業を行うことができる。このような手段を採用することによれば、連結された複数の定盤１８で、モジュール組立装置３２の共用化を図ることができる。また、各組立工程を終えたモジュールを、次の組立工程へ、定盤１８を跨いで移動させることが可能となる。

定盤１８上に配置されるモジュール組立装置としては、クレーンや高所作業車などのモジュール組立装置３２を挙げることができる。特に、図４に示す門型クレーン３０は、定盤１８上に設けられたレール２０を介して複数の定盤を跨いで移動可能とされる事で、その稼動範囲を広げることができる。なおクレーンに関しては、図５に示すように、門型のフレーム３０ａの上に、キャタピラ式、ホイール式の移動クレーン３０ｂを配置したものであっても良い。

また、モジュール組立作業を行うための定盤１８には、図２に示すように、可動式の天井２２を設けるようにすると良い。可動式の天井であれば、定盤１８の分割、結合の妨げとならず、かつ天候に左右されること無くモジュールの組立作業を行うことができるからである。

本実施形態では、モジュールの組立を、仮組み、溶接、仕上げ・調整、検査・保管といった４つの工程で行う。仮組みから検査・保管までの工程は、個々の定盤１８上で個別に行われることとなるが、隣接する定盤１８間においてその工程単位の進捗に差を持たせるようにしている。

すなわち図６に示すように、複数連結された定盤１８ｂ〜１８ｄに連結された新たな定盤１８ａには、配管や弁、サポート、架台、ダクト、及びその他モジュールを構成するための機器が搬入される。機器等の搬入が成された定盤１８ａには隣接する定盤１８ｂから、モジュールを仮組みするための組立装置やクレーン３０（図２、図３参照）が移動してくる。そして、定盤１８ａでは、移動してきた組立装置等を用いて仮組み工程が成される。

これに対し、定盤１８ａよりも先に連結され、モジュール組立作業が実施されている定盤１８ｂ上には、隣接する定盤１８ｃから溶接装置が移動され、仮組み工程の次工程となる溶接工程が成される。

さらに定盤１８ｂにおける定盤１８ａと反対側に結合された定盤１８ｃ上には、溶接工程の次工程となる仕上げ・調整工程を行う仕上げ・調整装置が移載され、定盤１８ｄには最終工程としての検査・保管工程を行うための検査装置が移載される。

このように本実施形態に係るモジュール工法では、連結された複数の定盤１８間を跨いでモジュール組立装置３２である組立装置、溶接装置、仕上げ・調整装置、検査・保管装置やクレーン３０を順次連結された定盤１８（連結数は予め定めておくと良い）へ移動させてゆくことにより、仮組みから検査保管までの工程をすべて同一定盤上で行うことができる。

建屋建設用地１２へのモジュールの搬入が許可された後、定盤１８（図６、図７においては定盤１８ｄ）の下に重量物搬送台車２６を入れ、完成モジュールを積載した定盤１８ｄを切り離して定盤１８ｄごと建屋建設用地１２近傍であって吊り上げクレーン１４への引き渡し範囲内（二点鎖線で示す範囲）へ移送する。このような手段を採用することにより、建屋建設用地１２の近くで、クレーン１４の吊り上げ範囲内に自由にモジュールを搬送することが可能となる。このため、建屋建設用地１２近傍にレール等を施設する必要も無く、建設状況の変更により、使用クレーン１４の変更等があった場合であっても、問題無くモジュールの搬入を行うことが可能となる。
建屋建設用地１２近傍に搬入したモジュールは、クレーン１４により吊り上げられて適宜配置され、隣接するモジュールや配管、装置等と接合される。

モジュールの吊り上げにより空になった定盤１８ｄは、重量物搬送台車２６によりモジュール組立ラインの元の位置に戻される。本実施形態に係るモジュール工法ではこのように、モジュール組立ラインを構成する定盤１８上では、順次その組立工程が変更されていくこととなり、モジュールが完成した定盤１８は順次建屋建設用地１２へ搬送される。
このようなモジュール工法によれば、モジュール組立装置３２、クレーン、定盤１８により構成される工程エリア、及び作業者等の稼働率を向上させることができる。

次に、本発明のプラント施設建設におけるモジュール工法に係る第２の実施形態について、図８、図９を参照しつつ詳細に説明する。なお、実施に際して使用する定盤、モジュール組立装置等に関しては、上述した第１の実施形態と何ら変わりは無い。よって、その構成を同一とする箇所には同一符号を付して詳細な説明は省略することとする。

本実施形態に係るモジュール工法においても、仮組みから検査・保管までの工程を個々の定盤上で個別に行うことは変わらず、また、隣接する定盤１８間においてその工程単位の進捗に差を持たせるようにしたことも、上記第１の実施形態に係る定盤と同様である。

一方で、本実施形態に係るモジュール工法では、複数連結された定盤１８上におけるモジュールの組立工程が、上記第１の実施形態とは異なる。具体的には、本実施形態に係るモジュール工法では、各定盤１８のそれぞれがモジュールを組み立てるための各工程として固定されており、モジュールが定盤１８単位で定められた組立ラインを移動して行くというものである。

具体的には、定盤１８ａを組立エリア、定盤１８ｂを溶接エリア、定盤１８ｃを仕上げ・調整エリア、定盤１８ｄを検査保管エリアに設定する。そして各エリアには、それぞれのエリアの工程を行うために必要とされるモジュール組立装置３２やクレーン３０を配備する。

このような状態において、組立エリアとなる定盤１８ａに、配管、弁、サポート、架台、ダクト、及びモジュールを構成するための機器を搬入する。定盤１８ａ上では、配備された組立装置がモジュールの仮組みを行う。

仮組みが行われたモジュールは、定盤１８ａ上のレールなどを介して隣接する定盤１８ｂへ移載される。定盤１８ｂ上では、配備された溶接装置が、仮組みされたモジュールの連結箇所を溶接する。

溶接工程が終了したモジュールは、定盤１８ｃへ移載され、仕上げ・調整が行われ、仕上げ・調整が終了したモジュールは、検査・保管を行うための定盤１８ｄへ移載され、建屋建設用地１２近傍への搬入を待つこととなる。

完成したモジュールの建屋建設用地１２近傍への搬入は、検査・保管エリアとなった定盤１８ｄごと、重量物搬送台車２６に搭載して行われる。建屋建設用地１２においてモジュールをクレーン１４に引き渡し空となった定盤１８ｄは、再び組立ラインの終端である検査・保管エリアとしてモジュール組立ラインに連結される。
このような方法であっても、上記第１の実施形態と同様に、モジュール組立装置、工程エリア、及び作業者の稼動効率を向上させることができる。

１０………建設用地、１２………建屋建設用地、１４………クレーン、１６………モジュール組立用地、１８（１８ａ〜１８ｄ）………定盤、２０………レール、２２………天井、２４………仮置き支柱、２６………重量物搬送台車、３０………クレーン、３２………モジュール組立装置。

Claims (7)

1. プラント施設建設におけるモジュール工法であって、
   建設現場内における建屋建設用地の外周に、隣接する定盤と結合可能な構成を有する複数の定盤を配置し、
   前記複数の定盤を連結した状態で、モジュール組立工程単位で分けられた前記複数の定盤のそれぞれにおいてプラント施設を構成するモジュールの組立を順次行い、
   前記定盤上で組み立てられたモジュールを定盤ごと重量物搬送台車に積載して前記建屋建設用地に配備されたクレーンの吊り上げ範囲に搬送し、
   前記クレーンにより前記モジュールを定盤から吊り上げて載置予定箇所に載置すると共に、空になった定盤を前記建屋建設用地の外周に移送することを特徴とするプラント施設建設におけるモジュール工法。
2. 前記モジュールの組み立ては、各定盤に、各工程に合致したモジュール組立装置を順次移動させて行う事を特徴とする請求項１に記載のプラント施設建設におけるモジュール工法。
3. 前記モジュールの組み立ては、各定盤に、各組立工程を終えたモジュールを順次移動させて行うことを特徴とする請求項１に記載のプラント施設建設におけるモジュール工法。
4. 組み立てられた前記モジュールを重量物搬送台車に積載して搬送し、前記クレーンに引き渡した後の定盤は、
   元の連結位置に再配置されることを特徴とする請求項２または３に記載のプラント施設建設におけるモジュール工法。
5. 前記重量物搬送台車により搬送されない定盤は、その重量を仮置き支柱により支えられることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載のプラント施設建設におけるモジュール工法。
6. 請求項２乃至５のいずれか１に記載のプラント施設建設におけるモジュール工法に用いる定盤であって、
   モジュール組立面にモジュール組立装置またはモジュールの少なくとも一方を走行させるための走行レールを備えると共に、隣接する定盤との結合位置を合わせるための合いマークを備えることを特徴とするモジュール工法用定盤。
7. 前記定盤には、可動式の天井が備えられることを特徴とする請求項６に記載のモジュール工法用定盤。

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