【プラント設計の基礎】圧力容器の安全対策




圧力容器を熱し続けたらどうなるでしょうか?このブログでも何度も述べているようにボイル・シャルルの法則により圧力容器内の期待はどんどん膨張していきます。

しかし、圧力容器内に逃げ場ありません。結果として圧力容器内の圧力はどんどん上昇していきます。そして爆発(燃焼を伴わないので正確には爆発とは言いませんが)して大きな被害を及ぼすでしょう。

圧力容器の安全対策

しかし、プラントは時には異常な状態に陥ることがあります。それにより、圧力容器内の圧力がどんどん上昇することもあります。

設計するプラントエンジニアはこのような状態を放っておくことができるでしょうか?もちろんそんな状態を放っておくエンジニアはいませんので何らかの安全対策が必要です。

その一つとしては安全弁の設置があります。

安全弁はその名前の通り圧力が上昇しすぎた際に自動的に内部の弁が開き圧力を放出します。つまり、異常な圧力上昇を防ぐために使われます。

ガスでも液体でも圧力容器にはかならず安全弁が使われています(たぶん)。

第二種圧力容器や第一種圧力容器では安全弁の計算書などを提出する必要があるので、必ず取り付けられています。

安全弁以外の対策

なお、圧力上昇に対する安全対策は安全弁だけではありません。

ラプチャーディスク(破裂版)や可溶栓、圧力トランスミッターと自動弁による制御など、安全弁以外にも様々な構成があります。

もちろん、どれがベストということはなく一番良いのは複数の構成を組み合わせることです。

圧力トランスミッターと自動弁の組み合わせは今どきな構成ですが、万が一の場合も考えて安全弁もつけておけば安全性はよりたかまります。

まとめ

圧力容器の以上昇圧に対しては安全弁やラプチャーディスクなどいろいろあります。プラントの構成や使用する状況により最適なものを組み合わせましょう。