CN101334158A

CN101334158A - 用于锅炉的连杆式抗震连结件

Info

Publication number: CN101334158A
Application number: CNA2008102103064A
Authority: CN
Inventors: E·F·拉德克
Original assignee: Babcock and Wilcox Co
Current assignee: Babcock and Wilcox Co
Priority date: 2007-05-03
Filing date: 2008-05-04
Publication date: 2008-12-31
Anticipated expiration: 2028-05-04
Also published as: US7721680B2; CN101334158B; CA2630201A1; US20080271686A1; CA2630201C

Abstract

一种连杆式抗震连结件设于钢结构支撑件和支柱之间，它包括两个水平设置的、平行的且分隔开的连接部件，该连接部件的端部连接到竖向的大销栓。每个连接部件包括两个水平设置且平行的纵向外侧纵梁，和在上述两个外侧纵梁之间、水平设置且平行的纵向中心纵梁。每个连接部件进一步包括指状板，该指状板与纵向纵梁相对垂直地向上竖立，并且彼此间隔。指状板保持在每个外侧纵梁与纵向的中心纵梁之间。一角板将外侧纵梁连接到销栓板上，所述销栓板与支柱上的大销栓相连接。所述连接部件的另一端通过外侧纵梁的端部与设于钢结构支撑件上的大销栓相连接。

Description

用于锅炉的连杆式抗震连结件

技术领域

本申请一般涉及蒸汽发生器领域，并且特别是涉及一种新的有效的锅炉系统的连杆式抗震连结件，用于吸收和分散地震力或能量，从而限制锅炉系统的位移，锅炉系统包括支撑钢构架和管道。

背景技术

地震期间，由于结构系统的弹性特性使地震能通过衰减而分散。结构系统由支撑的结构钢、锅炉连结件、和锅炉本身组成。通过应用特定技术，结构钢可以被设计成通过塑性特征增加阻尼。然而，构造具有增强塑性特征的锅炉是不实际的。因为锅炉的整体结构取决于压力部分的设计和布置。

常见技术中存在大量抗震连结件以消散地震能和地震力。图1示出一种典型的连杆式抗震连结件，其中两个连接部件32，33一端通过销连接于支柱梁36上，另一端连接于结构钢37上。如图2所示，指状板38通常设于支柱梁36的一端，通过塑性特征进一步消散地震能。

Minoru等人的日本专利JP6002804公开了一种连杆式抗震连结件，包括沿着水平方向独立设置的两个连接部件，和连接上下连接部件的两个端部的两个竖直的销部件。其中一个销部件附连到一个支架上用以连接到一个支撑铁框架上，而另一个销部件附连到与锅炉主体连接的支柱上。

日本专利9112805也公开了一种地震期间使锅炉负荷降低的支撑结构。所述支撑结构包括一对连杆，该连杆设置和连接在一对梁之间，其中一个梁连接到锅炉的支柱，另一个梁与支撑结构连接。弹性塑性部件设于两个梁之间且与连杆平行。所述弹性塑性部件包含具有圆角的菱形开口。几乎垂直的板固定在梁之间，而该垂直的板面对垂直于弹性塑性部件面对的方向。由地震产生的相对位移，导致支柱附近的梁使弹性塑性部件发生变形，并使垂直的板产生限制力。产生限制力的垂直的板的使用减少了所需弹性塑性部件的数量。

Ott等人的美国专利4940025公开了一种用以承载地震事故引起的地震力的蒸汽发生器的支撑装置。该支撑装置设置在环绕蒸汽发生器的环形大梁和混凝土外壳之间，而且包括一对铰接在顶点上的V形连接装置，以及设置在所述连接装置之间且与该连接装置的顶点相连接的减震器。

日本专利5141607公开了一种组件，用来将炉膛内部压力从支柱传递到支撑钢构架，吸收炉内增压的热膨胀。该组件包括与支柱连接的耦合部件。该耦合部件设于两个独立的连接部件之间，该连接部件与耦合部件沿着同一平面设置。耦合部件通过销与两个连接部件的一端连接。钢构架通过销与连接部件的另一端连接。

日本专利9178109公开了一种地震期间使锅炉负荷降低的现有技术中常见的支撑结构。该支撑结构包括连接到一对垂直梁的一对连杆，所述垂直梁是在支柱和支撑构架之间用于保持两个或更多弹性塑性元件的连接机构，该连接机构在地震发生时会变形。

Eisinger的美国专利4286549公开了使用具有弹簧和减震器的刚性连结件，用于将蒸汽发生器固定在构架的直立部件上是值得期待的，该减震器对于与其连接的部件的位移产生反作用力，以吸收能量和运送在蒸汽发生器和钢构架之间传递的负荷。弹簧用于可变形的结构。

Juchtem的美国专利3393665公开了一种连接到管束邻近部分和炉墙的防震带，用于限制相对的运动和防止对炉墙的扭曲和破坏，该扭曲和破坏是例如由地震扰动导致的横向力产生的。

现有技术的直棒连杆式连结件仅仅提供了消散地震能非常有限的能力。最多能够弯曲通过塑性弯曲提供一些减震作用。然而，这种能量吸收的方式相对低效，并且不能很容易地或精确地通过设计计算预测或控制。而且，任何巨大的地震能量在被吸收前都需要锅炉发生难以承受的位移。

此外，大型的全焊接锅炉的主体是非常硬的本体，因此在可能进行的任何位置提供减震塑性是非常重要的。可能增加减震作用的几个位置之一就是锅炉与结构钢的连接处。锅炉连结件提供了这一最佳的部位。

现有技术中需要解决的问题是，提供更有效消散地震能量的锅炉抗震连结件。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种抗震连结件，该抗震连结件能够比直棒连杆式连结件带更有效地消散锅炉系统中的地震能量，并且比直棒连杆式形连结件在抑制锅炉和其支撑结构间的相对位移时提供更多的抑制力。

本发明另外的目标是与现有的直棒连杆状连结件相比，以更加可预测的方式提供抑制力。

本发明进一步的目标是防止锅炉产生过应力。如果实际产生的地震力比预设力大时，更是如此。

最后，本发明的一个目的是通过应用连接来提供防止锅炉压力部件破裂和炉膛破裂的保护，该连接比压力部件变形时单独吸收地震力更有效。

因此，本发明提供一种设于钢结构支撑件和炉墙间的新型连杆式抗震连结件，它包括两个水平设置的、平行的并且分隔设置的连接部件，该连接部件的端部连接到大销栓。每个连接部件包括两个水平设置的、平行的纵向外侧纵梁和在上述两个外侧纵梁之间的、水平设置的平行的纵向的中心纵梁。每个连接部件进一步包括指状板，该指状板向上竖立、并且与纵向纵梁相对垂直地彼此间隔。指状板保持在每个外侧纵梁与纵向的中心纵梁之间。一个角板将外侧纵梁连接到销栓板上，所述销栓板与支柱上的大销栓相连接。所述连接部件的另一端通过外侧纵梁的端部与钢结构支撑件下的大销栓相连接。

所述指状板包括具有圆角的菱形开口，由此增加了由每个指状板提供的减震作用。所述开口的形状使指状板具有变化的横截面。锅炉支柱中的大销栓和钢结构支撑件中的大销栓包括逐渐变小的截面，这种逐渐变小截面增加了由每个销栓提供的减震作用。大销栓的形状设为变化的截面，从而使销栓成为所谓的恒定应力横梁型部件。

本发明的连杆式抗震连结件设计用于比直棒连杆式连结件带提供明显更多的抑制力。同时，本发明的抗震连结件以更加可预测的方式实现上述目的，因为指状板弯曲塑性比直棒的纵向弯曲和后续弯曲的塑性更加具有可预测性。一旦直棒永久弯折，它可能产生严重偏移，以至于不能再提供任何的限制力或抑制力。除了常见的危险之外，地震针对锅炉本身的特别危害有两个原因：压力部件会爆裂，并且热的燃烧气体随着炉窑的裂开而泄漏。因此，本发明的抗震连结件保护锅炉不产生过应力，尤其当实际地震力大于预设力时。至于负载路径，本发明的抗震连结件与锅炉的压力部件相连，从而通过提供连结件能够防止锅炉压力部件爆裂和炉膛爆裂，当变形时该连结件能够比单独的压力部件更有效地吸收地震力。

使本发明具有新颖性的不同特征在附加的权利要求中特别地提出，并且成为公开的一部分。为了对本发明有更进一步理解，通过使用获得的有益效果和具体应用参见本发明描述的优选实施例所示的附图和描述的材料。

附图说明

图中：

图1是典型的连杆式抗震连结件的示意图；

图2是支柱梁的截面图，示出了用以分散地震力的典型的指状板；

图3是本申请中包括连杆式抗震连结件的锅炉系统的示意图；

图4是本申请中连接于钢支撑和锅炉支柱之间的抗震连结件的侧视图；

图5是带有附着角板的连接部件的俯视图；

图6是带有附着角板的连接部件的侧视图；

图7是连接部件的端面图；且

图8是连接部件另一端的视图。

具体实施方式

现在参见附图，图中相同的参考数字用于表示相同或相似的元件，图3示出了设于钢结构支撑件30和锅炉1之间的连杆式抗震连结带10。所述锅炉1通过杆50悬挂于钢支撑件30的顶部。

更加详细地如图4所示，抗震连结件10设于钢结构支撑件30和锅炉1的支柱40之间。在美国专利3277870，4059075，5207184，5557901中更详细地描述了锅炉的支柱，这些专利援引在引以作参考。

抗震连结件10包括两个水平设置的、平行的、和分隔设置的连接部件11，该连接部件的末端连接有大销栓24和26。更加详细地如图5所示，每个连接部件11包括两个水平设置且平行的纵向外侧纵梁12和位于上述两个外侧纵梁12之间、水平设置且平行的纵向中心纵梁14。每个连接部件11进一步包括竖立的和彼此间隔的指状板16，该指状板与纵向的纵梁12和14相对垂直。所述指状板16保持在每个外侧纵梁12与纵向的中心纵梁14之间。抗震连结件10保持稳定压力的、同心的负荷通道。实际设计中，所需指状板16的数量是设计地震荷载大小的函数。地震力通过纵向的外侧纵梁12与纵向的中心纵梁14分散到指状板16上。

连杆式抗震连结件，尤其是连接部件11，优选由钢部件制成。外侧纵梁12优选由轧制的槽钢制成。利用钢的弹性和塑性，抗震连结件10构造成在大的抑制力和形变下均匀地弯曲而没有局部塑性转折点。

如图4和7所示，角板18将每个连接部件11的外侧纵梁12连接到销栓板22上，所述销栓板22通过更小的销栓27与支柱40上的大销栓24相连接。所述连接部件11的另一端通过外侧纵梁12的端部与设于钢结构支撑件30上的大销栓26相连接。图4也示出当锅炉没有达到运行温度时，连接部件11与大销栓24和26之间不是直角。当锅炉达到运了温度，连接部件11与大销栓24和26之间大致为直角。

如图7和8所示，所述指状板16包括具有圆角的菱形开口，上述形状的优点在于，与不带开口的指状板所产生的情况相比，其涉及更多的塑性特性的材料体积。这增加了由每个指状板16提供的减震作用。所述开口的形状使指状板16具有可变横截面，从而使指状板16成为所谓的恒定应力横梁型部件。

回到图4，支柱40中的大销栓26和钢结构支撑件30中的大销栓24包括逐渐变小的截面，上述形状的优点在于：与不具有逐渐变小截面的销栓所产生的情况相比相比，它涉及更多塑性特性的材料体积。这增加了由每个销栓提供的减震作用。大销栓24和26的形状设为变化截面，从而使销栓成为所谓的恒定应力横梁型部件。

本发明的具体实施例进行了显示和详细说明，以描述本发明原理的应用，可以理解的是在不脱离该原理的情况下，本发明可以体现为其他实施方式。

Claims

1、一种锅炉抗震连结件，包括：

一对分隔设置的连接部件，每个连接部件沿大致水平方向设置，且具有至少两个纵向支撑部件，以及在所述支撑部件之间设置的多个大致横向的指状板；以及

在连接部件的相对端部连接在两个连接部件之间的一对竖向销栓。

2、根据权利要求1所述的锅炉抗震连结件，其特征在于，所述连接部件的至少一个端部包括与销栓板连接的角板，每个连接部件上的所述销栓板与所述的竖向销栓中的一个相连接。

3、根据权利要求1所述的锅炉抗震连结件，其特征在于，所述连接部件的支撑部件由轧制的槽钢制成。

4、根据权利要求1所述的锅炉抗震连结件，其特征在于，指状板包括菱形的开口。

5、根据权利要求4所述的锅炉抗震连结件，其特征在于，所述菱形的开口是有圆角的。

6、根据权利要求1所述的锅炉抗震连结件，其特征在于，所述销栓具有逐渐变小的截面。

7、根据权利要求1所述的锅炉抗震连结件，其特征在于，所述销栓之一连接到一个竖向的钢支撑件上。

8、根据权利要求1所述的锅炉抗震连结件，其特征在于，所述销栓之一连接到附连到在锅炉的支柱装置上。

9、根据权利要求1所述的锅炉抗震连结件，其特征在于，每个连接部件包括至少一个中心纵向支撑部件、在所述连接部件的外侧上的至少一个纵向支撑部件、以及设置在中心支撑部件和外侧支撑部件之间的多个大致横向的指状板。

10、一种锅炉抗震连结件，包括：

一对分隔设置的连接部件，每个连接部件沿大致水平方向设置，且具有至少一个中心纵向支撑部件、在所述连接部件的外侧上的至少一个纵向支撑部件、以及设置在中心支撑部件和外侧支撑部件之间的多个大致横向的指状板；以及

一对竖向销栓，在连接部件的相对端部，所述竖向销栓通过竖向销栓的相对端部连接在两个连接部件之间，所述销栓之一与锅炉支撑部件连接，而所述销栓中的另一个与锅炉相连接。

11、根据权利要求10所述的锅炉抗震连结件，其特征在于，所述一对连接部件包括在连接部件的一侧与销栓板连接的角板，在每个连接部件上的所述销栓板与所述的竖向销栓连接。

12、根据权利要求10所述的锅炉抗震连结件，其特征在于，所述连接部件的外侧支撑部件由轧制的槽钢制成。

13、根据权利要求10所述的锅炉抗震连结件，其特征在于，指状板包括菱形的开口。

14、根据权利要求13所述的锅炉抗震连结件，其特征在于，所述菱形的开口是有圆角的。

15、根据权利要求10所述的锅炉抗震连结件，其特征在于，所述销栓具有逐渐变小的截面。

16、根据权利要求10所述的锅炉抗震连结件，其特征在于，所述销栓之一连接在一个竖向的钢支撑件上。

17、根据权利要求10所述的锅炉抗震连结件，其特征在于，所述销栓之一连接到装配在锅炉的支柱装置上。