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WO2021029051A1 - プラント設備の製造方法 - Google Patents

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WO2021029051A1
WO2021029051A1 PCT/JP2019/031988 JP2019031988W WO2021029051A1 WO 2021029051 A1 WO2021029051 A1 WO 2021029051A1 JP 2019031988 W JP2019031988 W JP 2019031988W WO 2021029051 A1 WO2021029051 A1 WO 2021029051A1
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WO
WIPO (PCT)
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module
modules
piping
manufacturing
plant equipment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2019/031988
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
洋 岸本
琢也 筒井
三上　誠
弘之 小糸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JGC Corp
Original Assignee
JGC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JGC Corp filed Critical JGC Corp
Priority to US17/628,547 priority Critical patent/US11732963B2/en
Priority to PCT/JP2019/031988 priority patent/WO2021029051A1/ja
Priority to JP2021532496A priority patent/JP7016452B2/ja
Priority to CA3146514A priority patent/CA3146514C/en
Publication of WO2021029051A1 publication Critical patent/WO2021029051A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures
    • F25J1/02—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures requiring the use of refrigeration, e.g. of helium or hydrogen ; Details and kind of the refrigeration system used; Integration with other units or processes; Controlling aspects of the process
    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0257—Construction and layout of liquefaction equipments, e.g. valves, machines
    • F25J1/0259—Modularity and arrangement of parts of the liquefaction unit and in particular of the cold box, e.g. pre-fabrication, assembling and erection, dimensions, horizontal layout "plot"
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/348—Structures composed of units comprising at least considerable parts of two sides of a room, e.g. box-like or cell-like units closed or in skeleton form
    • E04B1/34815—Elements not integrated in a skeleton
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
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    • E04B1/348—Structures composed of units comprising at least considerable parts of two sides of a room, e.g. box-like or cell-like units closed or in skeleton form
    • E04B1/34869—Elements for special technical purposes, e.g. with a sanitary equipment
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H5/00—Buildings or groups of buildings for industrial or agricultural purposes
    • E04H5/02—Buildings or groups of buildings for industrial purposes, e.g. for power-plants or factories
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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    • F25J1/0002—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures characterised by the fluid to be liquefied
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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    • F25J1/0243—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used; Details of the refrigerant compression system used
    • F25J1/0279—Compression of refrigerant or internal recycle fluid, e.g. kind of compressor, accumulator, suction drum etc.
    • F25J1/0296—Removal of the heat of compression, e.g. within an inter- or afterstage-cooler against an ambient heat sink
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G5/00—Recovery of liquid hydrocarbon mixtures from gases, e.g. natural gas
    • C10G5/06—Recovery of liquid hydrocarbon mixtures from gases, e.g. natural gas by cooling or compressing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
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    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/42—Modularity, pre-fabrication of modules, assembling and erection, horizontal layout, i.e. plot plan, and vertical arrangement of parts of the cryogenic unit, e.g. of the cold box
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/60—Details about pipelines, i.e. network, for feed or product distribution

Definitions

  • the present invention relates to a technique for manufacturing plant equipment equipped with piping.
  • Plants that process fluid include natural gas plants that liquefy natural gas, separate and recover natural gas liquid, petroleum refining plants that distill and desulfurize crude oil and various intermediate products, petroleum chemical products and intermediate chemicals.
  • These plants have a structure in which a large number of equipment groups such as static equipment such as a tower tank and a heat exchanger and dynamic equipment such as a pump are arranged.
  • a large number of pipes for exchanging fluids between the devices are connected between these devices. In the plant, these pipes are supported by a frame structure composed of a combination of steel frame materials and the like.
  • Patent Document 1 describes a technique for constructing an LNG (Liquefied Natural Gas) manufacturing facility by dividing it into a plurality of modules and transporting the LNG manufacturing facility to a place (installation site) where the LNG manufacturing facility is installed.
  • LNG Liquified Natural Gas
  • Patent Document 1 does not describe any problems that may occur when the module construction site and the installation site are far apart.
  • the present invention has been made against such a background, and an object of the present invention is to provide a technique for reducing work at an installation site in manufacturing plant equipment.
  • the method for manufacturing plant equipment of the present invention is the method for manufacturing plant equipment provided in a plant that processes a fluid and provided with piping through which the fluid flows.
  • a module having a frame structure that supports a plurality of piping members constituting the pipe, and being laterally connected to each other via a connecting surface formed on a side surface of the frame structure to form the plant equipment.
  • At least one of the steps of adjusting the installation position of the module or the step of adjusting the position of the end portion of the piping member supported by the frame structure in the direction of canceling the expansion and contraction amounts of the plurality of piping members is performed.
  • the process of installing each module The step of manufacturing the plant equipment by connecting the ends of the plurality of piping members facing each other of the plurality of modules arranged so as to be adjacent to each other to form the piping. It is a feature.
  • the manufacturing method of the plant equipment may have the following features.
  • the step of adjusting the position of the end portion of the piping member in (a) shall be carried out for the piping member on the module side previously installed at the installation site.
  • the step of manufacturing each module includes a step of manufacturing the plant equipment at the manufacturing site and then cutting the plant equipment and dividing it into a plurality of modules.
  • the present invention when a plurality of modules manufactured in a manufacturing site different from the installation site of the plant equipment are transported to the installation site and piping members are connected to each other to form the plant equipment, the above-mentioned modules before the start of transportation of the modules are described.
  • the amount of expansion and contraction of the piping member due to the temperature difference between the temperature of the manufacturing site and the temperature of the installation site after the module is transported is calculated in advance.
  • FIG. 1 is a plan view showing a plant constructed by using the method for manufacturing plant equipment according to the present embodiment.
  • the plant shown in FIG. 1 is, for example, an LNG plant that performs a process of producing liquefied natural gas (LNG) from a fluid natural gas, and is a large number of devices 2 that perform pre-liquefaction treatment and liquefaction of natural gas after pretreatment. It has a group.
  • LNG liquefied natural gas
  • a pipe rack 3 for supporting the pipe 5 through which these fluids flow is provided.
  • the pipe rack 3 and the equipment 2 group correspond to plant equipment.
  • the manufacturing method of the plant equipment of this example is applied to the pipe rack 3 which is a plant equipment will be described.
  • the pipe rack 3 is provided with a frame structure for supporting a large number of pipes 5, and a large number of air-cooled heat exchangers (ACHE: Air Cooled Heat Exchanger) 300 are arranged on the upper surface thereof.
  • ACHE Air Cooled Heat Exchanger
  • the pipe rack 3 is formed in an elongated planar shape, and the length in the long side direction reaches, for example, about 400 m.
  • the pipe rack 3 having the above configuration may be constructed (manufactured) at a manufacturing site different from the installation site for the purpose of reducing manufacturing costs. In this case, the completed pipe rack 3 is transported to the site of the plant and installed. However, as described above, the pipe rack 3 is a huge structure as long as about 400 m and is transported as it is. That is difficult.
  • the pipe rack 3 is cut in the long side direction and divided into four modules 31 to 34 for transportation.
  • the pipe 5 supported by the frame structure is cut along the long side direction.
  • the pipe 5 after cutting is referred to as a “piping member 50”.
  • the pipe rack 3 is manufactured at the installation site by connecting the pipe members 50 of the transported modules 31 to 34 to each other and forming the pipe 5 again.
  • the frame structure constituting the pipe rack 3 has a plurality of layers, and a large number of pipes 5 are arranged in each layer so as to extend in the long side direction of the pipe rack 3.
  • FIGS. 3, 7 to 13, etc. schematically show a state in which one pipe 5 (piping member 50) is supported in each layer, but in reality, 600 pipe racks 3 as a whole are actually shown.
  • the front and rear pipes 5 are supported.
  • the piping member 50 is formed on the side surface of the frame structure of each module 31 to 34 after cutting.
  • the cut end is in a protruding state.
  • the side surfaces of the modules 31 to 34 exposed by cutting correspond to the connecting surfaces connected to the other modules 31 to 34.
  • the module 31 forming one end in the long side direction of the pipe rack 3 is first transported to the installation site and installed.
  • the module 32 connected to the installed module 31 is transported to the installation site and installed. Similar transportation and installation work is carried out for the remaining modules 33 and 34.
  • the modules 31 to be installed first will be referred to as "first to fourth modules 31 to 34" in the order of installation.
  • the ends of the piping members 50 protruding from the connecting surface are connected to each other by, for example, welding.
  • the first module 31 and the second module 32 are laterally connected to each other via the connecting surface.
  • the manufacturing site and installation site of modules 31 to 34 are far from each other, and it may take several months to transport each module 31 to 34. For this reason, not only the climate differs between the manufacturing site and the installation site, but also seasonal changes are added, and the temperature of the manufacturing site before the start of transportation of modules 31 to 34 and the temperature of the manufacturing site after transportation of the modules 31 to 34 are added. The temperature difference from the temperature of the installation site may be large.
  • a large temperature difference between modules 31 to 34 before and after transportation causes, for example, expansion and contraction of each piping member 50 (Fig. 7).
  • the amount of expansion and contraction becomes large, even if the modules 31 to 34 are arranged at the installation site at the same intervals as at the time of cutting, the ends of the piping members 50 protruding from the connecting surface come into contact with each other or are arranged apart from each other. It may happen.
  • the expansion and contraction amounts of the piping members 50 may differ from each other even if the piping members 50 are supported in the same module 31 to 34, depending on the constituent materials and lengths thereof.
  • the pipe 5 is cut at two positions in the length direction for short connection.
  • a method of cutting out the piping member 50 (hereinafter, referred to as “pop piece”) is conceivable.
  • pop piece A method of cutting out the piping member 50
  • these piping members 50 are connected via a pop piece.
  • the length such as scraping the pop piece is adjusted.
  • the distance between the ends becomes long due to the contraction of the piping member 50, a new pop piece corresponding to the distance is prepared.
  • the length of the pop piece when using a pop piece, after installing the modules 31 and 32 in the field, the length of the pop piece must be adjusted according to the distance between the ends of the piping members 50 extending from the modules 31 and 32. It doesn't become. Further, both ends of the pop piece need to be welded to the end of the piping member 50 on the first module 31 side and the end of the piping member 50 on the second module 32 side, respectively, and the number of welding points increases. There was a problem that the work in the field increased.
  • the plurality of piping members 50 expand and contract due to the temperature difference between the air temperature at the manufacturing site before the start of transportation of the modules 31 to 34 and the air temperature at the installation site after the modules 31 to 34 are transported. Calculate the amount in advance. Then, by adjusting the installation position of the modules 31 to 34 and the position of the piping member 50 so as to cancel the expansion and contraction amount, in principle, the modules 31 to 34 are connected without using the pop piece described above. I do.
  • the extension amount of the pipe at the timing of installing each module 31 to 34 is calculated by a computer.
  • Table 1 shows a calculation table for calculating the amount of expansion and contraction of the piping member 50.
  • the material of the pipe 5 for example, carbon steel, stainless steel, iron, Invar and the like can be used. [Table 1]
  • piping numbers are assigned to all piping members 50 for each module 31 to 34. Further, when the material constituting each piping member 50 is input, the linear expansion coefficient ⁇ per unit temperature change is read out for each material, and is set in association with each piping member 50. Then, for each of the piping members 50 of the modules 31 to 34, the length L1 of each piping member 50 immediately after the pipe rack 3 is divided at the manufacturing site to manufacture the modules 31 to 34 is accurately measured by a method such as laser measurement. And input for each piping member 50.
  • the pipe 5 provided in the pipe rack 3 also includes a bent portion that bends in a direction intersecting the long side direction of the pipe rack 3, but in this embodiment, all the pipes 5 are along the long side direction of the pipe rack 3. Assuming that the pipe extends straight, the length of the piping member 50 along the long side direction is measured and set to L1. In addition, the air temperature T1 when the length is measured is measured.
  • the temperature T2 at the time when each module 31 to 34 is transported and installed at the installation site is predicted.
  • the temperature T2 may be predicted by using a meteorological simulator or the like, or may be predicted from past meteorological data.
  • the following formula (1) is input to the computer, and the expansion / contraction amount ⁇ L of each piping member 50 generated when the modules 31 to 34 are installed on the installation site according to the values of each item input in the table. Is calculated.
  • Expansion and contraction amount ⁇ L L1 ⁇ ⁇ ⁇ (T2-T1) Equation (1)
  • the amount of change (unit: mm) in which the positions of both ends of the piping member 50 change from the position at the time of manufacturing (when measuring the air temperature T1) is calculated by the calculated expansion / contraction amount of each piping member 50.
  • a predetermined position such as the center of the piping member 50 does not change regardless of the temperature difference (T2-T1).
  • the amount of change in the end position of the piping member 50 protruding from the connecting surface of each module 31 to 34 can be calculated based on the expansion / contraction amount ⁇ L.
  • the installation position is adjusted so as to offset the amount of change in the position of the end portion of the piping member 50.
  • the installation position is adjusted so as to offset the amount of change in the position of the end portion of the piping member 50.
  • the installation positions of the modules 31 to 34 with respect to the foundation 7 provided on the ground of the installation site are adjusted.
  • the method of setting the adjustment amount (offset value) for adjusting the installation position of the modules 31 to 34 will be described later.
  • each module 31 to 34 is provided with a column base 6, and the module 31 to 34 is installed by connecting the column base 6 on a foundation 7 pre-installed on the ground of the installation site. Is done. As shown in the figure, by embedding the main body 70 on the lower side of the foundation 7 in the concrete 71 cast on the ground, the foundation 7 is fixed and the arrangement position of the foundation 7 is changed. It can be decided.
  • the state where the center of each foundation 7 and the center of the column base 6 are aligned is set as the reference position.
  • the column base 6 is connected by shifting from the reference position in a direction that offsets the amount of change in the end portion of the piping member 50.
  • Such adjustment of the installation position is performed by providing flanges 72 and 61 at the upper end of the foundation 7 and the lower end of the column base 6, respectively, and shifting the fixing positions of the flanges 72 and 61, respectively, as shown in FIG. Can be done.
  • the allowable range of the deviation amount of the column base 6 with respect to the reference position (corresponding to the adjustment amount described above) is about 10 to 15 mm at the maximum.
  • the adjustment amount is within the allowable range of the foundation 7. In the above example, it is limited to about 10 to 15 mm).
  • the installation position is adjusted based on the offset value, and the amount of change in the position of the end portion of the piping member 50 Offset the minutes.
  • the amount of change that cannot be offset by adjusting the installation position is, for example, the end portion of the individual piping member 50. Adjust the position of.
  • FIGS. 8 to 13 A specific example of the process of transporting and installing the modules 31 to 34 manufactured at the manufacturing site to the installation site and manufacturing the pipe rack 3 based on the method described above will be described with reference to FIGS. 8 to 13.
  • the pipe rack 3 is first manufactured at the manufacturing site, and the pipe rack 3 is cut and divided into a plurality of modules 31 to 34 (step of manufacturing the modules).
  • the lengths of the piping members 50 of each module 31 to 34 are measured, and each of these modules 31 to 34 is transported to the installation site by the method described above due to the temperature difference.
  • the amount of expansion and contraction of the piping member 50 is calculated (step of calculating the amount of expansion and contraction of the piping member 50).
  • the offset value which is the adjustment amount of the installation position of each module 31 to 34, is obtained so as to offset this expansion / contraction amount.
  • the first module 31 first transported to the installation site is a module adjacent to each other based on the amount of change of the piping member 50 supported by the first module 31.
  • the amount of interference between the piping members 50 of 31 and 32 is calculated, and the offset value is determined based on the maximum value.
  • the offset value obtained by the above method may differ between one end side and the other end side of the first module 31.
  • the adjustment amount when connecting the first module 31 to the foundation 7 is also different between the one end side and the other end side.
  • the difference value is absorbed by the bending of the frame structure or the like.
  • the offset value related to the installation position of the second module 32 is obtained.
  • the second module 32 is arranged so that the connecting surfaces connected to the first module 31 are adjacent to each other and face each other.
  • the end portion of each piping member 50 The position can be specified.
  • the offset value of one end of the second module 32 on the connecting surface side is determined with reference to the position of the end of the piping member 50 on the first module 31 side. That is, the offset value is set so that the end portion of the piping member 50 on the second module 32 side is arranged at a position where it can be welded to the end portion of the piping member 50 on the first module 31 side.
  • a large number of piping members 50 are supported in the respective modules 31 and 32, and the positions of the end portions can be individually adjusted by moving the modules 31 and 32 because of the large diameter.
  • a difficult piping member 50a is included.
  • the piping member 50a whose individual position adjustment is difficult is selected as the "one piping member" for determining the offset value.
  • the above-mentioned description caused by the strength constraint on the foundation 7 side so that the ends of the piping members 50a do not come into contact with each other and are arranged at positions where welding is possible (the gap between the ends is 3 mm to 6 mm). Set the offset value within the limit.
  • the offset value can be determined for the interval by the same method as in the above example. That is, the offset value on the other end side of the modules 32 and 33 to be installed first is determined based on the average value of the amount of change of the piping member 50. Also. The offset value on the other end side of the modules 33, 34 to be installed later is based on the position of the end portion of the piping member 50a, which is difficult to individually adjust the position on the connecting surface with the modules 32, 33 installed earlier.
  • the offset value is determined so that the positions of the ends of the piping members 50a are weldable positions.
  • the offset value may be determined based on, for example, the average value of the changes in the piping member 50.
  • the first module 31 on one end side of these modules 31 to 34 is transported by a transport ship or the like. It is mounted on the equipment and transported from the manufacturing site to the installation site (process of transporting the modules shown in FIGS. 9 and 10).
  • the first module 31 arrives at the installation site, the first module 31 is connected to the foundation 7 while shifting from the reference position in the direction of canceling the expansion / contraction amount based on the offset value calculated in advance ( FIG. 11, a process of adjusting the installation position of the module, and a process of installing the module).
  • the piping member 50 which requires individual position adjustment when installing the second module 32 before the next second module 32 is transported, is moved or cut at the end. (Fig. 8, step of adjusting the position of the end of the piping member).
  • the second module 32 is transported from the manufacturing site to the installation site (FIG. 12, the process of transporting the module), and the second module 32 is placed at a position where the connecting surfaces are adjacent to each other and face each other with the first module 31.
  • Module 32 is installed (FIG. 13, process of installing the module).
  • the installation position of the second module 32 is adjusted based on the offset value determined by the method described with reference to FIGS. 7 and 8.
  • the installation positions of the modules 31 and 32 and the positions of the ends of the individual piping members 50 are adjusted in advance in the direction of canceling the expansion and contraction amount of each piping member 50.
  • the ends of the modules 31 and 32 are arranged at positions facing each other with a gap (3 to 6 mm) suitable for welding. After that, the ends of the piping members 50 facing each other are connected to each other through a gap by welding to form the piping 5.
  • the remaining third module 33 and the fourth module 34 are also transported, the installation position is adjusted, and the position of the end portion of the piping member 50 is adjusted, and then the end portion of the piping member 50 is adjusted.
  • the pipes 5 are formed by connecting them to each other. By carrying out these steps, the pipe rack 3 which is the plant equipment of the present embodiment is manufactured.
  • the position of the end portion of the piping member 50 facing each other via the connecting surface of each module 31 to 34 is the piping caused by the temperature difference between the manufacturing site and the installation site of each module 31 to 34. It is adjusted so as to cancel the expansion and contraction amount of the member 50. Therefore, the piping members 50 of both modules 31 and 32 can be connected to each other without using a pop piece or the like.
  • the first to fourth modules 31 to 34 are sequentially transported from the manufacturing site to the installation site, and the temperature of the manufacturing site when the modules 31 to 34 are manufactured and the installation at the installation site.
  • the amount of expansion and contraction of the piping member 50 is calculated based on the temperature difference between the temperature of the installation site and the temperature difference. Further, the installation position of the foundation 7 is adjusted in a direction that cancels the expansion and contraction amounts of the plurality of piping members 50, and the piping member 50 is moved in a direction that cancels the expansion and contraction amounts of the plurality of piping members 50.
  • Modules 31 to 34 are installed by adjusting the position of the end portion of the member 50. Therefore, when the modules 31 to 34 are installed on the installation site, the piping members 50 of the modules 31 to 34 are arranged at positions suitable for connection, so that the work in the field can be reduced.
  • the expansion / contraction amount of the piping member 50 is first canceled by adjusting the installation position.
  • the module 31 is arranged so that the position of the end portion of the pipe member 50, which is the most difficult to move, is arranged at a preset position. You may adjust the installation position of ⁇ 34. Then, the other piping member 50 may be moved to adjust the position of the end portion of the piping member 50.
  • the step of adjusting the position of the end portion of the piping member 50 it is preferable to carry out the step for the piping member 50 on the module 31 to 34 side previously installed at the installation site.
  • the installation positions of the modules 31 to 34 are adjusted in a direction that cancels the expansion and contraction amounts of the plurality of piping members 50 with respect to the foundation 7 previously arranged at the installation site, and the expansion and contraction of the plurality of piping members 50. It is not essential to both individually adjust the position of the ends of the piping members 50 supported by the modules 31-34 in a direction that offsets the amount. Only one of these adjustments may be performed.
  • the plurality of modules 31 to 34 are not limited to the case where the plant equipment such as the pipe rack 3 manufactured in advance is cut and formed. After manufacturing a plurality of modules individually, they may be transported to the installation site and connected in the horizontal direction to manufacture the plant equipment. Further, in the above example, the plant equipment manufactured by connecting a plurality of modules 31 to 34 is not limited to the pipe rack 3.
  • the natural gas plant that separates and recovers natural gas liquid
  • the petroleum refining plant that distills and desulfurizes crude oil and various intermediate products, petroleum chemical products, intermediate chemical products, and polymers.
  • the present invention also relates to a plant facility having a rack, which is a frame structure supporting a piping 5 connected to various devices provided in various plants such as a chemical plant for producing such as. Can be applied.

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Abstract

【課題】プラント設備の製造にあたって、据付地での作業を軽減すること。 【解決手段】モジュール３１～３４を順番に製造地から据付地に搬送すると共にモジュール３１～３４を製造したときの製造地の気温と、据付地に据え付けるときの据え付け地の気温と、の気温差に基づき配管部材５０の伸縮量を算出している。さらに複数の配管部材５０の伸縮量を相殺する方向に向けて基礎７の据付位置を調節すると共に、複数の配管部材５０の伸縮量を相殺する方向に向けて配管部材５０を移動させて、配管部材５０の端部の位置を調節してモジュール３１～３４を据え付けている。

Description

プラント設備の製造方法
　本発明は、配管を備えたプラント設備を製造する技術に関する。
　流体の処理を行うプラントには、天然ガスの液化や天然ガス液の分離、回収などを行う天然ガスプラント、原油や各種中間製品の蒸留や脱硫などを行う石油精製プラント、石油化学製品や中間化学品、ポリマーなどの生産を行う化学プラントなどがある。　
　これらのプラントは、例えば塔槽や熱交換器などの静機器、ポンプなどの動機器などの多数の機器群を配置した構造となっている。そしてこれら機器群の間には、機器の間で流体の授受を行う多数の配管が接続されている。プラント内においてこれらの配管は、鉄骨材料などを組み合わせて構成される架構構造体によって支持される。
　例えば特許文献１には、ＬＮＧ（Liquefied Natural Gas）製造設備を複数のモジュールに分けて建造し、ＬＮＧ製造設備が設置される場所（据付地）まで輸送する技術が記載されている。しかしながら、特許文献１には、モジュールの建造地と、据付地とが遠く離れている場合に生じるおそれのある問題点については何ら記載されていない。
国際公開第２０１４／０２８９６１号
　本発明は、このような背景の下になされたものであり、プラント設備の製造にあたって、据付地での作業を軽減する技術を提供することにある。
　本発明のプラント設備の製造方法は、流体の処理を行うプラントに設けられ、流体が流通する配管を備えたプラント設備の製造方法において、
　前記配管を構成する複数の配管部材を支持する架構構造体を有し、前記架構構造体の側面に形成された連結面を介して互いに横方向に連結されて前記プラント設備を構成するモジュールであって、前記プラント設備の据付地とは異なる製造地にて、前記連結面から前記複数の配管部材の端部が突出した複数のモジュールを製造する工程と、
　前記製造地にて製造された複数のモジュールを、前記プラント設備の据付地に輸送する工程と、
　前記複数のモジュールについて、各々、前記モジュールの輸送開始前の前記製造地の気温と、当該モジュールを輸送した後の前記据付地の気温との間の気温差による前記複数の配管部材の伸縮量を予め算出する工程と、
　前記複数のモジュールの互いに連結される連結面が隣り合って対向するように前記据付地に予め配置された基礎に対し、前記複数の配管部材の伸縮量を相殺する方向に向けて当該基礎に対する前記モジュールの据付位置を調節する工程、もしくは複数の配管部材の伸縮量を相殺する方向に向けて前記架構構造体に支持されている配管部材の端部の位置を調節する工程の少なくとも一方を実施し、各モジュールを据え付ける工程と、
　前記連結面同士が隣り合って配置された複数のモジュールの互いに対向する前記複数の配管部材の端部同士を接続して前記配管を形成し、前記プラント設備を製造する工程と、を含むことを特徴とする。
　またプラント設備の製造方法は、以下の特徴を備えていてもよい。
（ａ）前記モジュールの据付位置を調節する工程を実施したとき、前記基礎に対する当該モジュールの据付位置の調節量の制限に抵触する場合に、前記配管部材の端部の位置を調節する工程を実施すること。
（ｂ）（ａ）において前記据付位置を調節して各モジュールを据え付ける工程にて、当該架構構造体に支持された複数の配管部材から選択した一の配管部材の端部の位置が予め設定された位置に配置されるように、前記据付位置の調節量を設定することと、
　前記配管部材の端部の位置を調節する工程は、前記一の配管部材以外の配管部材に対して実施すること。
（ｃ）（ａ）において前記配管部材の端部の位置を調節する工程は、前記据付地に先に設置されたモジュール側の配管部材について実施すること。
（ｄ）前記各モジュールを製造する工程は、前記製造地にてプラント設備を製造した後、当該プラント設備を切断して複数のモジュールに分割する工程を含むこと。
　本発明は、プラント設備の据付地とは異なる製造地にて製造した複数のモジュールを据付地に輸送して互いに配管部材を連結してプラント設備を構成するにあたり、前記モジュールの輸送開始前の前記製造地の気温と、当該モジュールを輸送した後の前記据付地の気温との間の気温差による配管部材の伸縮量を予め算出している。この結果、当該配管部材の伸縮量を相殺する方向に向けて、基礎の据付位置の調節や配管部材端部の位置調整を行うことが可能となるので、据付地への搬送後の位置調節作業を軽減することができる。
プラントの全体構成を示す平面図である。 プラントに設置されるパイプラックを示す斜視図である。 パイプラックの分割に係る説明図である。 モジュールが設置される基礎の全体構成を示す側面図である。 前記モジュールと基礎との接続状態を示す拡大図である。 基礎に対するモジュールの接続位置を示す平面図である。 配管の端部の位置調節に係る第１の説明図である。 配管の端部の位置調節に係る第２の説明図である。 第１のモジュールの輸送及び据付に係る第１の説明図である。 第１のモジュールの輸送及び据付に係る第２の説明図である。 第１のモジュールの輸送及び据付に係る第３の説明図である。 第２のモジュールの輸送及び据付に係る第１の説明図である。 第２のモジュールの輸送及び据付に係る第２の説明図である。
　図１は、本実施の形態に係るプラント設備の製造方法を利用して建設されるプラントを示す平面図である。図１に示すプラントは、例えば流体である天然ガスから液化天然ガス（ＬＮＧ）を製造する処理を行うＬＮＧプラントであり、液化前処理や、前処理後の天然ガスの液化を行う多数の機器２群を備えている。またこれらの機器２群に囲まれるように当該ＬＮＧプラント内で取り扱われる各種の流体を各機器２間で授受するために、これらの流体が流通する配管５を支持するパイプラック３が設けられている（配管５については図３も参照）。
　パイプラック３や機器２群は、プラント設備に相当する。以下、プラント設備であるパイプラック３について本例のプラント設備の製造方法を適用する場合について説明する。
　例えばパイプラック３は、多数の配管５を支持するための架構構造体を備え、その上面には多数の空冷式熱交換器（ＡＣＨＥ：Air Cooled Heat Exchanger）３００が配置されている。図２に示すようにパイプラック３は、細長い平面形状に構成され、長辺方向の長さは例えば４００ｍ程度にも達する。
　上述の構成を備えるパイプラック３は、製造コストの低減などを目的として、据付地とは異なる製造地にて建設（製造）される場合がある。この場合には、完成したパイプラック３をプラントの敷地に輸送して設置することになるが、既述のようにパイプラック３は、４００ｍ程度にもなる巨大な構造物であり、そのまま輸送することは困難である。
　そこでパイプラック３を製造地から、据付地に輸送するにあたっては、例えばパイプラック３を長辺方向に切断し、４つのモジュール３１～３４に分割して輸送する。パイプラック３の切断にあたっては、架構構造体に支持された配管５が前記長辺方向に沿って切断される。以下、切断後の配管５を「配管部材５０」という。
　輸送されたモジュール３１～３４の配管部材５０同士を接続し、再び配管５を形成することにより、据付地におけるパイプラック３の製造が行われる。
　図３に示すようにパイプラック３を構成する架構構造体は、複数の階層を有し、各階層に、パイプラック３の長辺方向に伸びるように多数の配管５が配置されている。図示の便宜上、図３、７～１３等では各階層に、配管５（配管部材５０）が１本ずつ支持された状態を模式的に示しているが、実際にはパイプラック３全体で６００本前後の配管５が支持されている。
　このようなパイプラック３を、長辺方向に適当な位置で切断して複数のモジュール３１～３４に分割すると、切断後の各モジュール３１～３４の架構構造体の側面には、配管部材５０の切断された端部が突出した状態になる。切断により露出した各モジュール３１～３４の側面は、他のモジュール３１～３４と連結される連結面に相当する。
　これらの分割されたモジュール３１～３４はプラントの据付地に搬送されて順番に設置されることとなる。一方でパイプラック３の製造地と据付地とは数千ｋｍ以上離れている場合がある。また、各モジュール３１～３４を輸送する輸送船や陸上トレーラーなどを用いて輸送するにあたって、分割後であっても１００ｍ程度の長さがあるモジュール３１～３４を輸送可能な輸送機器は、数に限りがある。そのため、分割された後の個々のモジュール３１～３４は、設置するタイミングに合わせて順番に製造地から敷地に輸送して据え付けが行われ、残りは製造地に待機させておく場合がある。これらの事情により、個々のモジュール３１～３４を切り離した後、据付地に輸送して設置するまでには、例えば数か月程度の時間を要する場合がある。
　上述のように、各モジュール３１～３４を順番に輸送して設置するにあたっては、例えばパイプラック３の長辺方向の一端部を構成するモジュール３１が、まず据付地に輸送されて据え付けられる。次いで、設置されたモジュール３１に連結されるモジュール３２が据付地に輸送されて据え付けられる。残りのモジュール３３、３４についても同様の輸送、据え付け作業が実施される。なお以下、最初に設置されるモジュール３１から設置される順番に「第１～第４のモジュール３１～３４」と呼ぶものとする。
　そして例えば第１のモジュール３１の据付に続いて、第２のモジュール３２を据え付けた後、連結面より突出している配管部材５０の端部同士が、例えば溶接により接続される。これにより第１のモジュール３１と第２のモジュール３２とが連結面を介して互いに横方向に連結される。この作業を繰り返し、第１のモジュール３１から第４のモジュール３４までを横方向に連結することにより、据付地にてパイプラック３が製造される。
　しかしながら既述のように、モジュール３１～３４の製造地と据付地とは距離が遠く、各モジュール３１～３４の輸送に数カ月程度の時間がかかる場合がある。このため、製造地と据付地との間で気候が異なるだけでなく、季節の変化も加わり、モジュール３１～３４の輸送開始前の製造地の気温と、当該モジュール３１～３４を輸送した後の据付地の気温との間の気温差が大きくなる場合がある。
　モジュール３１～３４の輸送前後の大きな気温差は、例えば各配管部材５０の伸縮を引き起こす（図７）。伸縮量が大きくなると、各モジュール３１～３４を、据付地にて切断時と同じ間隔で配置したとしても、連結面から突出している配管部材５０の端部同士が接触したり、離れて配置されてしまったりすることがある。特に、各配管部材５０は、その構成材料や長さなどにより、同じモジュール３１～３４内に支持されている配管部材５０同士であっても、互いに伸縮量が異なる場合がある。
　一方、溶接によって配管部材５０を連結するためには、端部同士の間に、配管５の切断時に削り取られる３～６ｍｍ程度の範囲内の隙間を確保する必要がある。このとき、既述のように配管部材５０毎にその伸縮量が異なると、例えば各モジュール３１～３４の連結面より突出する合計１２００本もの配管部材５０の端部が、互いに溶接可能な位置にあるか否かを確認しなければならない。さらに、溶接が困難なことが確認された配管部材５０については、端部の位置を個別に調節する必要がある。
　上述の問題点を解決する手法の１つとして、例えば第１のモジュール３１と第２のモジュール３２とを切り離すときに、配管５をその長さ方向に２カ所の位置で切断し、短い接続用の配管部材５０（以下、「ポップピース」と呼ぶ）を切り出す手法が考えられる。そして、各モジュール３１、３２を据え付ける際に、ポップピースを介してこれらの配管部材５０を接続する。このとき、各モジュール３１、３２から突出する配管部材５０が伸張したことにより、端部同士の間隔が短くなった場合には、ポップピースを削るなどの長さを調節する。一方、配管部材５０が収縮したことにより、端部同士の間隔が長くなった場合には、当該間隔に合わせた新たなポップピースを準備する。
　しかしながらポップピースを用いる場合には、現場においてモジュール３１、３２を設置した後、各モジュール３１、３２から伸びる配管部材５０の端部の間の距離に合わせてポップピースの長さ調節を行わなければならない。またポップピースの両端を第１のモジュール３１側の配管部材５０の端部と、第２のモジュール３２側の配管部材５０の端部とに夫々溶接する必要があり、溶接の箇所が増えるなど、現場での作業が増大してしまう問題があった。
　そこで本実施形態では、モジュール３１～３４の輸送開始前の製造地の気温と、当該モジュール３１～３４を輸送した後の据付地の気温との間の気温差による前記複数の配管部材５０の伸縮量を予め算出する。そして、当該伸縮量を相殺するようにモジュール３１～３４の据付位置の調節、及び配管部材５０の位置の調節を行うことにより、原則として既述のポップピースを用いずにモジュール３１～３４の連結を行う。
　まず例えば各モジュール３１～３４を据付地に輸送する前に、コンピュータにより各モジュール３１～３４を設置するタイミングにおける配管の伸長量を算出する。表１は、配管部材５０の伸縮量を算出する計算表を示す。配管５の材質として、例えば、炭素鋼、ステンレス鋼、鉄、インバーなどが使用できる。
［表１］
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
　計算表には、各モジュール３１～３４毎、すべての配管部材５０に配管番号が振られている。また各配管部材５０を構成する材質が入力されると、この材質ごとに単位温度変化当たりの線膨張率αが読み出され、配管部材５０ごとに対応付けて設定される。そして各モジュール３１～３４の配管部材５０ごとに、製造地にてパイプラック３を分割して各モジュール３１～３４を製造した直後の各配管部材５０の長さＬ１をレーザー計測などの手法により正確に測定し、配管部材５０毎に入力する。パイプラック３に設けられる配管５は、パイプラック３の長辺方向と交差する方向に屈曲する屈曲部分も含んでいるが、本実施例では、すべて配管５がパイプラック３の長辺方向に沿って伸びる直管と仮定し、前記長辺方向に沿った配管部材５０の長さを測定してＬ１としている。また、当該長さ測定を行った際の気温Ｔ１を測定する。
　次いで、各モジュール３１～３４が輸送され、据付地に据え付けられる時点における気温Ｔ２を予測する。気温Ｔ２の予測は、気象シミュレータなどを利用して気温Ｔ２の予測を行ってもよいし、過去の気象データから予測してもよい。
　上述のように当該配管部材５０の長さ測定を測定した際の気温Ｔ１と、例えばシミュレーションなどにより予測される当該モジュール３１～３４が据付地にて据え付けされるタイミングにおける据付地の予想気温Ｔ２と、が特定され、既述のコンピュータに入力される。
　例えば前記コンピュータには、下記の式（１）が入力されており、表中に入力された各項目の値によりモジュール３１～３４を据付地に据え付けたときに生じる各配管部材５０の伸縮量ΔＬが算出される。
　伸縮量ΔＬ＝Ｌ１×α×（Ｔ２－Ｔ１）　　　　　　　式（１）
　そして、各配管部材５０が算出された伸縮量分、伸縮したときに配管部材５０の両端の位置が製造時（気温Ｔ１の測定時）の位置から変化する変化量（単位は例えばｍｍ）が算出される。なお、例えば変化量の算出にあたっては、配管部材５０の中央などの所定の位置が、気温差（Ｔ２－Ｔ１）に係らず変化しないと仮定する。この場合には、表２に示すように、前記伸縮量ΔＬに基づき、各モジュール３１～３４の連結面から突出する配管部材５０の端部位置の変化量を算出することができる。
［表２］
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
　そして各モジュール３１～３４を設置するにあたって、配管部材５０の端部の位置の変化量を相殺するように据付位置の調節を行う。ここで配管部材５０の端部の位置の変化量を相殺するにあたっては、例えばモジュール３１～３４を据え付けた後、各配管部材５０を個別に移動させて調節する手法を採用することも考えられる。しかしながら近年では現場での作業を軽減する要請があることからモジュール３１～３４の据付後の配管部材５０の移動をできるだけ少なくすることが好ましい。　
　そこでモジュール３１～３４を据え付ける際にモジュール３１～３４自体の据付位置をずらして設置し、配管部材５０の位置の変化を相殺する。据付位置をずらす手法としては、据付地の地盤に設けられた後述の基礎７に対するモジュール３１～３４の据付位置を調節する。モジュール３１～３４の据付位置を調節するための調節量（オフセット値）の設定手法については後述する。
　ここで図４に示すように、各モジュール３１～３４は柱脚６を備え、据付地の地盤に予め設置された基礎７の上に柱脚６を接続することにより、モジュール３１～３４の据付がおこなわれる。同図中に記載されているように、地盤に打設されたコンクリート７１に対して基礎７の下部側の本体部７０を埋め込むことにより、基礎７が固定されると共に、基礎７の配置位置が決められる。
　上述のように予め配置位置が固定された基礎７に対して柱脚６を接続するにあたっては、例えば各基礎７の中心と柱脚６の中心とが揃った状態を基準位置とする。一方で、先に説明したモジュール３１～３４の据付位置の調節を行うにあたっては、例えば配管部材５０の端部の変化量を相殺する方向に、前記基準位置からずらして柱脚６を接続する。
　こうした据付位置の調節は、例えば図５に示すように、基礎７の上端部及び柱脚６の下端部に各々フランジ７２、６１を設け、フランジ７２、６１の固定位置をずらすことにより実施することができる。　
　しかしながら、基準位置からの柱脚６の位置ずれが大きくなると基礎７を曲げる方向に働く力が大きくなってしまうため、基礎７に対する柱脚６の接続位置をずらすことによる据付位置の調節には制限がある。本例では、基準位置に対する柱脚６のずれ量（既述の調節量に相当する）は、最大１０～１５ｍｍ程度を許容範囲としている。
　従って、図６に示すように、オフセット値に基づいて、基礎７に対するモジュール３１～３４（柱脚６）の据付位置の調節を行う場合であっても、前記調節量は基礎７の許容範囲（上述の例では１０～１５ｍｍ程度）に制限される。　
　後述の手法により求めるオフセット値が本例の基礎７の許容範囲内の値となっている場合には、当該オフセット値に基づいて据付位置を調節し、配管部材５０の端部の位置の変化量分を相殺する。一方、算出したオフセット値が前記許容範囲を超える場合（オフセット値の制限に抵触する場合）には、据付位置の調節にて相殺しきれない変化量分は、例えば個別の配管部材５０について端部の位置調節を行う。
　以上に説明した手法に基づいて、製造地にて製造したモジュール３１～３４を据付地に輸送、据え付け、パイプラック３を製造する工程の具体例について図８～図１３を参照しながら説明する。　
　始めに図３を用いて説明したように、まず製造地にてパイプラック３を製造し、当該パイプラック３を切断して複数のモジュール３１～３４に分割する（モジュールを製造する工程）。
　モジュール３１～３４を分割したら、各モジュール３１～３４の配管部材５０の長さを計測し、既述の手法により、これらのモジュール３１～３４を各々、据付地に輸送した後の気温差による各配管部材５０の伸縮量を算出する（配管部材５０の伸縮量を算出する工程）。　
　しかる後、この伸縮量を相殺するように、各モジュール３１～３４の据付位置の調節量であるオフセット値を求める。
　オフセット値を求める手法の一例を述べると、最初に据付地に輸送される第1のモジュール３１については、当該第1のモジュール３１に支持されている配管部材５０の変化量を基に隣り合うモジュール３１、３２の配管部材５０同士の干渉量を算出し、その最大値に基づきオフセット値を決定する。ただし、ある一部の配管部材５０が突出して大きい干渉を起こす場合、該当配管５を物理的に移動することにより、オフセット値を小さくすることも同時に考える。　
　このとき、例えば上記手法により求めたオフセット値が、第１のモジュール３１の一端側と他端側との間で相違する場合がある。この場合には、基礎７に対して第１のモジュール３１を接続する際の調節量も前記一端側と他端側で相違することになる。しかしながら、これら一端側、他端側の変化量の差分は、モジュール３１全体の大きさに比べてごく小さいため、当該差分値は架構構造体の撓み等により吸収される。
　オフセット値に基づき第１のモジュール３１の据付位置が決まったら、第２のモジュール３２の据付位置に係るオフセット値を求める。ここで第２のモジュール３２は、図７に示すように、第１のモジュール３１に連結される連結面同士が隣り合って対向するように配置される。一方、上述のように、第１のモジュール３１側の連結面については、既にオフセット値が決まっているので、当該オフセット値に基づいて据付位置が調節された結果、各配管部材５０の端部の位置を特定することができる。
　そこで、第２のモジュール３２の前記連結面側の一端のオフセット値は、第１のモジュール３１側の配管部材５０の端部の位置を基準として決める。即ち、第２のモジュール３２側の配管部材５０の端部が、第１のモジュール３１側の配管部材５０の端部と溶接可能な位置に配置されるように、オフセット値を定める。
　このとき、それぞれのモジュール３１、３２には、多数の配管部材５０が支持されているが、その中には、大口径であるといった理由により、動かして個別に端部の位置を調節することが困難な配管部材５０ａが含まれている。
　本例では、このような個別の位置調節が難しい配管部材５０ａを、オフセット値を決定するための「一の配管部材」として選択する。そして当該配管部材５０ａの端部同士が互いに接触せず、且つ、溶接可能な位置（端部の隙間が３ｍｍ～６ｍｍ）に配置されるように、基礎７側の強度制約に起因する既述の制限の範囲内でオフセット値を定める。　
　一方、上述の手法によりオフセット値を定めた結果、個別の位置調節が困難な配管部材５０ａ以外の配管部材５０にて端部同士の接触や溶接困難な隙間が空いている場合には、架構構造体に支持された配管部材５０を動かしたり、端部を切断したりすることにより、個別の位置調節を行う（図８）。
　発明者らは、上述の手法によりオフセット値を定めて据付位置の調節を行うと、６００本の配管５を構成する配管材料５０のうち、個別の位置調節が必要となるものは１～２割程度、端部の切断が必要になるものは数本程度に低減できることを把握している。
　以下、第２のモジュール３２の他端側と第３のモジュール３３の一端側との連結面の間、第３のモジュール３３の他端側と第４のモジュール３４の一端側との連結面との間についても上述の例と同様の手法により、オフセット値を決定できる。　
　即ち、先に据え付けられるモジュール３２、３３の他端側のオフセット値は、配管部材５０の変化量の平均値に基づき決定する。また。後から据え付けられるモジュール３３、３４の他端側のオフセット値は、先に据え付けられたモジュール３２、３３との連結面における個別の位置調節が困難な配管部材５０ａの端部の位置を基準として、配管部材５０ａ同士の端部の位置が溶接可能な位置となるようにオフセット値を決定する。残る第４のモジュール３４の他端側は、例えば配管部材５０の変化量の平均値に基づきオフセット値を決定してもよい。
　以上にした各モジュール３１～３４の据付位置の調節の検討（オフセット値の決定）と並行して、これらのモジュール３１～３４のうち、一端側の第１のモジュール３１を、輸送船などの輸送機器に搭載し、製造地から、据付地に輸送する（図９、図１０モジュールを輸送する工程）。
　第１のモジュール３１が据付地に到着すると、予め算出したオフセット値に基づいて、前記伸縮量を相殺する方向に、基準位置からずらしつつ、基礎７に対して第１のモジュール３１を接続する（図１１、モジュールの据付位置を調節する工程、及びモジュールを据え付ける工程）。ここで、次の第２のモジュール３２が輸送されてくるまでの間に、第２のモジュール３２を据え付ける際に、個別の位置調節が必要となる配管部材５０については、移動や端部の切断などの作業を実施する（図８、配管部材の端部の位置を調節する工程）。
　次いで、第２のモジュール３２を製造地から据付地に輸送し（図１２、モジュールを輸送する工程）、第１のモジュール３１との間で連結面同士が隣り合って対向する位置に、第２のモジュール３２を据え付ける（図１３、モジュールを据え付ける工程）。このとき、第２のモジュール３２の据付位置は、図７、図８を用いて説明した手法により決定したオフセット値に基づいて調節される。
　既述のように、予め各配管部材５０の伸縮量を相殺する方向に向けて、各モジュール３１、３２の据付位置、及び個別の配管部材５０の端部の位置が調節されている。この結果、互いのモジュール３１、３２の端部が溶接に適した隙間（３～６ｍｍ）を介して対向する位置に配置される。その後隙間を介して対向する配管部材５０の端部同士を溶接により接続し、配管５を形成する。
　以上に説明した手順に基づき、残る第３のモジュール３３、第４のモジュール３４についても輸送、据え付け位置の調節や配管部材５０の端部の位置の調節を行った後、配管部材５０の端部同士を接続して配管５を形成する。これらの工程の実施により、本実施の形態のプラント設備であるパイプラック３が製造される。
　以上に説明したように、各モジュール３１～３４の連結面を介して対向する配管部材５０の端部の位置が、各モジュール３１～３４の製造地と据付地の気温差に起因して生じる配管部材５０の伸縮量を相殺するように調節されている。このため、ポップピースなどを用いることなく、両モジュール３１、３２の配管部材５０同士を接続することができる。
　上述の実施の形態によれば、第１～第４のモジュール３１～３４を順番に製造地から据付地に搬送すると共にモジュール３１～３４を製造したときの製造地の気温と、据付地に据え付けるときの据付地の気温と、の気温差に基づき配管部材５０の伸縮量を算出している。さらに複数の配管部材５０の伸縮量を相殺する方向に向けて基礎７の据付位置を調節すると共に、複数の配管部材５０の伸縮量を相殺する方向に向けて配管部材５０を移動させて、配管部材５０の端部の位置を調節してモジュール３１～３４を据え付けている。従ってモジュール３１～３４を据付地に据え付けたときに各モジュール３１～３４の配管部材５０が接続するのに適した位置に配置されるため、現場での作業を軽減できる。
　また本実施の形態では、各モジュール３１～３４を据付位置の調節量に制限がある基礎７の上に載置する場合において、まず据付位置の調節により配管部材５０の伸縮量を相殺するように調節することでモジュール３１～３４を設置後の現場の作業を少なくすることができる。
　さらにパイプラック３に設置される配管５は、配管５ごとに太さや構造が異なるため、例えば一番移動が困難な配管部材５０の端部の位置を予め設定した位置に配置するようにモジュール３１～３４の据え付け位置の調節を行ってもよい。そしてその他の配管部材５０を移動させて配管部材５０の端部の位置を調節するようにしてもよい。
　また配管部材５０の端部の位置を調節する工程において、据付地に先に設置されたモジュール３１～３４側の配管部材５０について実施することが好ましい。
　なお、据付地に予め配置された基礎７に対し、前記複数の配管部材５０の伸縮量を相殺する方向に向けてモジュール３１～３４の据付位置を調節することと、複数の配管部材５０の伸縮量を相殺する方向に向けてモジュール３１～３４に支持されている配管部材５０の端部の位置を個別に調節することとの双方を実施することは必須ではない。これらの調節のいずれか一方のみを実施して、もよい。
　この他は、複数のモジュール３１～３４は、予め製造したパイプラック３などのプラント設備を切断して形成する場合に限定されない。複数のモジュールを個別に製造した後、据付地に搬送して、横方向に連結してプラント設備を製造してもよい。　
　また、上述の例では複数のモジュール３１～３４を連結して製造するプラント設備はパイプラック３に限定されるものではない。天然ガスの液化を行うＬＮＧプラントの他、天然ガス液の分離、回収などを行う天然ガスプラント、原油や各種中間製品の蒸留や脱硫などを行う石油精製プラント、石油化学製品や中間化学品、ポリマーなどの生産を行う化学プラントなど、各種のプラントに設けられる各種機器が設けられ、これらの機器に接続された配管５を支持した架構構造体であるラックを有するプラント設備に対しても、本発明は適用することができる。
３　　　　　　　パイプラック
５　　　　　　　配管
７　　　　　　　基礎
３１～３４　　　モジュール
５０　　　　　　配管部材

 

Claims (5)

  1. 　流体の処理を行うプラントに設けられ、流体が流通する配管を備えたプラント設備の製造方法において、
    　前記配管を構成する複数の配管部材を支持する架構構造体を有し、前記架構構造体の側面に形成された連結面を介して互いに横方向に連結されて前記プラント設備を構成するモジュールであって、前記プラント設備の据付地とは異なる製造地にて、前記連結面から前記複数の配管部材の端部が突出した複数のモジュールを製造する工程と、
    　前記製造地にて製造された複数のモジュールを、前記プラント設備の据付地に輸送する工程と、
    　前記複数のモジュールについて、各々、前記モジュールの輸送開始前の前記製造地の気温と、当該モジュールを輸送した後の前記据付地の気温との間の気温差による前記複数の配管部材の伸縮量を予め算出する工程と、
    　前記複数のモジュールの互いに連結される連結面が隣り合って対向するように前記据付地に予め配置された基礎に対し、前記複数の配管部材の伸縮量を相殺する方向に向けて当該基礎に対する前記モジュールの据付位置を調節する工程、もしくは複数の配管部材の伸縮量を相殺する方向に向けて前記架構構造体に支持されている配管部材の端部の位置を調節する工程の少なくとも一方を実施し、各モジュールを据え付ける工程と、
    　前記連結面同士が隣り合って配置された複数のモジュールの互いに対向する前記複数の配管部材の端部同士を接続して前記配管を形成し、前記プラント設備を製造する工程と、を含むことを特徴とするプラント設備の製造方法。
  2. 　前記モジュールの据付位置を調節する工程を実施したとき、前記基礎に対する当該モジュールの据付位置の調節量の制限に抵触する場合に、前記配管部材の端部の位置を調節する工程を実施することを特徴とする請求項１に記載のプラント設備の製造方法。
  3. 　前記据付位置を調節して各モジュールを据え付ける工程にて、当該架構構造体に支持された複数の配管部材から選択した一の配管部材の端部の位置が予め設定された位置に配置されるように、前記据付位置の調節量を設定することと、
    　前記配管部材の端部の位置を調節する工程は、前記一の配管部材以外の配管部材に対して実施することと、を特徴とする請求項２に記載のプラント設備の製造方法。
  4. 　前記配管部材の端部の位置を調節する工程は、前記据付地に先に設置されたモジュール側の配管部材について実施することを特徴とする請求項２に記載のプラント設備の建設方法。
  5. 　前記各モジュールを製造する工程は、前記製造地にてプラント設備を製造した後、当該プラント設備を切断して複数のモジュールに分割する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載のプラント設備の製造方法。

     
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