CN103422706B - 悬挂式烟囱内筒无焊接支承系统及烟囱 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种悬挂式烟囱内筒无焊接支承系统和烟囱。其中，该支承系统包括内筒加厚凸边、支承环梁、承重平台和设置在支承环梁和承重平台之间的搁置结构。烟囱内筒通过内筒加厚凸边支承在支承环梁上，支承环梁通过搁置结构支承于承重平台上。本发明的烟囱的烟囱内筒无焊接支承系统受力合理、传力可靠、且无焊接施工，易于施工建造。

Description

悬挂式烟囱内筒无焊接支承系统及烟囱
技术领域
本发明涉及火力发电领域，具体涉及火力发电厂中的烟囱。
背景技术
随着环保政策的贯彻执行，多管悬挂式烟囱内筒在大容量火力发电机组工程中得到广泛应用。
火力发电厂通过烟囱排放的烟气往往湿度大、温度低，烟气极易在烟囱的内壁结露，烟气中残余的三氧化硫溶解后形成腐蚀性很强的硫酸。烟道内具有腐蚀性的气体和液体在烟气压力作用下对烟囱内侧结构材料腐蚀严重，直接影响到烟囱结构的耐久性和安全性。为了避免烟气对承重的钢筋混凝土外筒产生腐蚀，往往在钢筋混凝土外筒内套设排烟内筒以形成封闭的排烟通道，从而避免钢筋混凝土外筒接触到腐蚀性介质。
目前为止，内筒及其支承结构的连接方法主要采用现场焊接。施工过程为先将整个内筒基本提升就位后，在内筒外壁焊接加劲钢牛腿，钢牛腿放置于搁置于混凝土外筒上的钢梁上，由此形成内筒支承系统。通常每个内筒采用四点支承，即在内筒外侧均匀分布设置4个加劲钢牛腿。内筒自重往往高达350t～450t，竖向荷载由4个加劲牛腿传递到支承钢梁上，每个牛腿高度一般需做到2～3m，采用的钢板厚度为40～60mm。
内筒及其支承结构的连接采用现场焊接的做法存在下列问题：
1.加劲牛腿高达2～3m，采用的钢板厚度在40～60mm厚，钢板的焊接形式和焊缝检测工艺要求均较高，现场高空焊接困难；
2.内筒自身重量主要由加劲牛腿传递到支承钢梁，造成内筒局部应力集中，需在内筒外侧设置大量加劲板缓解应力集中，才能保证内筒受力均匀；
3.由于内筒吊装时内筒外侧同支承梁间隙狭小，内筒加劲板及牛腿如果在地面预先焊接完成将导致内筒吊装时无法通过支承梁，因此加劲板及牛腿只能在内筒吊装基本就位后方可开始在内筒外侧焊接。内筒支承梁通常设置在100～160m处，在高空进行大量钢板焊接将增加施工技术难度，存在高空安全隐患；
4.加劲牛腿现场高空焊接，由于焊缝多而且厚，焊接时钢板受热变形较严重，一旦焊接工艺出现差错，将造成支承处的牛腿钢板面变形较大，导致内筒支座处标高存在高差，多点支承的内筒将产生垂直度偏差，从而增加内筒安装难度；
5.内筒安装往往要跟喷刷涂料、覆裹保温材料等工序交叉作业，现场焊接需动用明火将增加施工过程中发生火灾的隐患；
6.焊接连接要求内筒材料能够耐高温且具有可焊性，因此主要适用于金属材料制成的内筒，适用范围较小。对于防腐性能优越的非金属材料如烟囱等材料制成的内筒，由于其材料不耐高温也不具可焊性，焊接连接不可行。
发明内容
本发明的目的是提出一种简单适用的内筒及其支承结构之间的无焊接支承系统，该系统跟目前采用的连接方法相比，具有施工技术简单，安装方便，适用面广，工期短的优点。
为实现上述目的，根据本发明的一方面，本发明提供了一种悬挂式烟囱内筒无焊接支承系统，支承系统包括内筒加厚凸边、支承环梁、承重平台和设置在支承环梁和承重平台之间的搁置结构；其中，烟囱内筒通过内筒加厚凸边支承在支承环梁上，支承环梁通过搁置结构支承于承重平台上。
优选地，内筒加厚凸边可与烟囱内筒一体地设置于烟囱内筒的外壁侧。
优选地，支承环梁由多段梁拼装而成，并通过多个搁置结构支承于承重平台上。
优选地，搁置结构由螺栓、垫块以及与支承环梁成一体的突出板组成，组装时，垫块位于突出板与承重平台之间，螺栓分别穿过突出板、垫块和承重平台上的承重平台梁，以将支承环梁与承重平台固定在一起。
优选地，烟囱内筒由多段内筒拼装而成，相邻两段内筒之间通过非焊接形式连接。
优选地，相邻两段内筒之间通过螺栓连接。
优选地，支承环梁的截面为箱型截面，或者“I”型、“][”型、“[]”型、“T”型截面。
优选地，支承环梁由多段梁拼装而成，每段支承梁在3个以上位置处通过搁置结构支承在承重平台上。
根据本发明的另一方面，还提供了一种烟囱，烟囱包括外筒和烟囱内筒，其中，该烟囱还设有上述的悬挂式烟囱内筒无焊接支承系统。
本发明的烟囱的烟囱内筒无焊接支承系统受力合理、传力可靠、且无焊接施工，易于施工建造。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的悬挂式烟囱内筒无焊接支承系统的拼接和搁置结构的剖视图。
图2是根据本发明的一个实施例的悬挂式烟囱内筒无焊接支承系统的支承环梁平面布置示意图。
图3是根据本发明的另一个实施例的悬挂式烟囱内筒无焊接支承系统的另一搁置结构的剖视图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。
术语解释
悬挂式内筒：内筒整体直接悬挂于烟囱内部的一个承重平台上，或分成数段，分别悬挂于多个承重平台上，各段之间用膨胀节连接。
无焊接支承系统：连接悬挂式内筒和承重平台的传力系统，通过该传力系统可将整个或分段内筒的竖向及水平荷载传递给一个或多个承重平台，从而起到利用承重平台悬挂支承内筒的作用。
图1示出根据本发明的一个实施例的悬挂式烟囱内筒无焊接支承系统的拼接和搁置布置的剖视图，为清楚起见，仅示出其中一部分。如图1所示，该支承系统由内筒加厚凸边101、支承环梁2、支承环梁2与烟囱的承重平台3之间的搁置结构4组成。烟囱内筒10通过内筒加厚凸边101支承在支承环梁2上，支承环梁2通过搁置结构4支承于承重平台3上。其中，内筒加厚凸边101与烟囱内筒10一体成型，或者采用整体缠绕方式设置于烟囱内筒10的外壁侧，与烟囱内筒形成一整体。支承环梁2采用分段制作拼装而成，多段支承环梁通过螺栓连接7而形成环状支承梁，并通过多个搁置结构4支承于承重平台3上。
内筒加厚凸边101待承重平台3和支承环梁2安装到位后，将直接搁置于支承环梁2上，从而形成一个连接并传递内外筒间荷载的结构体系。一实施例中，搁置结构4由螺栓6、垫块5以及与支承环梁2成一体的突出板21组成，组装时，垫块5位于突出板21与承重平台3之间。螺栓分别穿过突出板21、垫块5和承重平台3上的承重平台梁31，以将支承环梁2与承重平台3固定在一起。
在该支承系统中，内筒加厚凸边101对支承环梁2会产生一定的扭转作用，因此，支承环梁2应采用扭转刚度较大的截面，例如箱型截面更为合理，也可采用“I”、“][”、“[]”、“T”等任意可行的截面形式。因该支承系统的施工中不能采用焊接，支承环梁2分段后采用螺栓连接进行拼接。
另外，该支承系统中，各连接节点均较难设置为刚性连接，因此，优选地，每段支承梁在3个以上位置处支承在承重平台3上，图2所示实施例中，支承环梁2由四段支承梁构成，每段支承梁在3个位置处支承在承重平台3上。采用多点支承的形式方能保证该段梁在受力状态下的稳定性，从而使得整个结构能形成有效的传力机构，并对结构有更好的约束，使得结构体系的变位更为合理，内筒加厚凸边传递给支承环梁的荷载更为均匀。
优选地，在部分支承点处，可在支承环梁2上设有加强板8，如图3所示，以进一步增强该支承系统的强度，以及支承的稳定性。
本发明的烟囱内筒无焊接支承系统中，在综合考虑了烟囱内筒的施工工艺，各部件间的施工顺序基础上，构建了一种受力合理、传力可靠、易于施工建造的支承系统，并具有以下优点：
1.内筒壁厚往外侧加厚形成一圈均匀的凸边可以在地面或工厂制造，加工方便，施工质量可靠；
2.内筒通过加厚凸边整圈搁置于支承钢环梁顶部，避免筒壁应力集中，筒壁受力均匀可以节省筒壁材料；
3.内筒直接搁置于内筒外侧的支承钢环梁，安装工艺简单，施工便捷，有利于缩短工期；
4.分段钢环梁通过螺栓连接完成内筒支承系统施工，实现现场零焊接，能够实现绿色文明施工；
5.内筒连接无需焊接，现场吊装无需动用明火，从源头上杜绝施工现场发生火灾的危险；
6.该支承系统不仅可适用于诸如钢材等非燃烧材料制作的内筒，还适用于、玻璃钢、碳纤维、聚氨酯等各种非耐火材料制作的内筒，适用范围广。
以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种悬挂式烟囱内筒无焊接支承系统，其特征在于：
所述支承系统包括内筒加厚凸边、支承环梁、承重平台和设置在所述支承环梁和所述承重平台之间的搁置结构；其中，
所述烟囱内筒通过所述内筒加厚凸边支承在所述支承环梁上，所述支承环梁由多段梁拼装而成，每段梁在3个以上位置处通过所述搁置结构支承于所述承重平台上；以及
所述搁置结构由螺栓、垫块以及与支承环梁成一体的突出板组成，组装时，所述垫块位于所述突出板与所述承重平台之间，所述螺栓分别穿过所述突出板、所述垫块和承重平台上的承重平台梁，以将所述支承环梁与所述承重平台固定在一起。
2.如权利要求1所述的烟囱内筒无焊接支承系统，其特征在于：所述内筒加厚凸边与所述烟囱内筒一体地设置于烟囱内筒的外壁侧。
3.如权利要求1所述的烟囱内筒无焊接支承系统，其特征在于：所述支承环梁通过多个所述搁置结构支承于所述承重平台上。
4.如权利要求1所述的烟囱内筒无焊接支承系统，其特征在于：所述烟囱内筒由多段内筒拼装而成，相邻两段内筒之间通过非焊接形式连接。
5.如权利要求4所述的烟囱内筒无焊接支承系统，其特征在于：相邻两段内筒之间通过螺栓连接。
6.如权利要求1所述的烟囱内筒无焊接支承系统，其特征在于：所述支承环梁的截面为箱型截面，或者“I”型、“][”型、“[]”型、“T”型截面。
7.一种烟囱，所述烟囱包括外筒和烟囱内筒，其特征在于：所述烟囱还设有权利要求1-6中任一项所述的悬挂式烟囱内筒无焊接支承系统。
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